Quando aquecidos a uma temperatura elevada, o coque e o vapor de água produzem uma mistura conhecida como “gás de água” que pode ser utilizada como combustível para outras reações. A equação química que descreve simplificadamente a reação de obtenção desse gás encontra-se representada abaixo: C(s) + H₂O(g) CO(g) + H₂(g) Supondo que 3,6 kg de coque sejam completamente convertidos em “gás de água”, e assumindo que o coque tenha a mesma entalpia padrão de formação que o carbono grafite, pode-se concluir que a variação de entalpia do processo (em kJ) é igual a Dados: AH H₂O(g) = -241,7 kJ mol-¹ AH CO(g) = -110,5 kJ mol-1 C = 12) 9759,-) 19518.29277,39390,58818.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado fala sobre uma reação química onde o coque reage com vapor de água para formar gás de água, que é uma mistura de monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H₂). O conteúdo envolvido aqui é Termoquímica, que estuda as variações de energia durante as reações químicas. Para resolver isso, vamos precisar usar as entalpias de formação das substâncias envolvidas e fazer alguns cálculos básicos de moles e energia.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação química dada:
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)
Aqui, 1 mol de carbono reage com 1 mol de vapor de água para produzir 1 mol de monóxido de carbono e 1 mol de hidrogênio.

Passo 3

Agora, vamos lembrar que a variação de entalpia da reação ( Deçã) pode ser calculada usando as entalpias de formação ( De) dos produtos menos as dos reagentes:
Deçã

Passo 4

Vamos substituir os valores fornecidos:
  • De
  • De (porque é o estado padrão)
  • De (para grafite)
  • De
Então:
Deçã
Deçã
Deçã

Passo 5

Agora, precisamos saber quantos mols de carbono estão sendo usados. Sabemos que temos 3,6 kg de coque, e a massa molar do carbono ( C) é 12 g/mol.
Primeiro, convertemos 3,6 kg para gramas:
3,6 , kg = 3600 , g
Agora, calculamos os mols:
Mols de C = 3600 , g12 , g/mol = 300 , mol

Passo 6

Finalmente, para encontrar a variação total de entalpia ( De), multiplicamos a variação por mol pelo número de mols:
De

Resposta

A variação de entalpia do processo é de aproximadamente 39.390 kJ.

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