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:
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 (
) pode ser calculada usando as entalpias de formação (
) dos produtos menos as dos reagentes:
Passo 4
Vamos substituir os valores fornecidos:
-
-
(porque é o estado padrão) -
(para grafite) -
Então:
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 (
) é 12 g/mol.
Primeiro, convertemos 3,6 kg para gramas:
Agora, calculamos os mols:
Passo 6
Finalmente, para encontrar a variação total de entalpia (
), multiplicamos a variação por mol pelo número de mols:
Resposta
A variação de entalpia do processo é de aproximadamente 39.390 kJ.