quinta-feira, 26 de janeiro de 2017

TERMOQUÍMICA - 10

10) Processo Industrial de obtenção do Ferro Metálico

MINÉRIO + CARVÃO + AR => FERRO METÁLICO + GÁS CARBÔNICO

Reação Global:  2Fe2O3(s)  + 6C(s) + 3O2(g) =>  4Fe(s) + 6CO2(g)

Calcular a variação de entalpia neste processo.

Reações Intermediárias:

1) C(s)  +  ½O2(g) => CO(g) + 112,3kJ

2) 3Fe2O3(s)  + CO(g) +  401,3kJ => 2Fe3O4(s)  +  CO2(g) 

3) Fe3O4(s)  +  CO(g) +  3,4kJ => 3FeO(s) + CO2(g)

4)  FeO(s) +  CO(g) =>  Fe(s) +  CO2(g) + 13,8kJ


RESPOSTA: os valores de energia que aparecem nas equações não são as variações de entalpia, vamos determiná-las abaixo..

Energia somada nos reagentes significa reação absorvendo energia e variação de entalpia positiva.

Energia subtraída nos produtos significa reação liberando energia e variação de entalpia negativa.

1) C(s) +  ½O2(g)  => CO(g)                                          ∆H = 112,3 kJ

2) 3Fe2O3(s)  + CO(g) => 2Fe3O4(s) + CO2(g)                  ∆H = +401,3 kJ

3) Fe3O4(s) + CO(g)=> 3FeO(s) +  CO2(g)                       ∆H = +33,4 kJ

4) FeO(s) + CO(g)=> Fe(s) + CO2(g)                               ∆H = 13,8 kJ

Pela reação global: 2Fe2O3(s)  + 6C(s) + 3O2(g)=> 4Fe(s) + 6CO2(g)

Multiplicamos a equação 1 por 6, pois na global precisamos de 6 mols de Carbono.

∆H = 112,3 x 6 kJ

Multiplicamos a equação 2 por 2/3, pois na global precisamos de 2 mols de Fe2Ocomo reagente.

∆H = +401,3 x 2/3 kJ

Multiplicamos a equação 3 por 4/3, pois na global precisamos de 4/3 mols de Fe3O4.

∆H = +33,4 x 4/3 kJ

Multiplicamos a equação 4 por 4, pois na global precisamos de 4 mols de FeO.

∆H = 13,8 x 4 kJ

∆H final será a soma das variações de entalpia de cada reação.

∆H = [112,3 x 6]  +  [+401,3 x 2/3] + [+33,4 x 4/3]  +  [13,8 x 4]

∆H = – 416, 94 kJ





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