Assinale a alternativa que corresponde ao trabalho realizado quando 50 g de Fe reage com HCl (reação abaixo) em frasco fechado. Assuma gás ideal.
Use: R=8,314 JK^-1 mol^-1, MF e=55,85 g mol^-1.
Fe(s)+2 HCl(a q) FeCl2(s)+H2(g)
a) 0
b) -2 kJ
c) 2 kJ
d) -10 kJ
e) 20 kJ

Passo 1

Beleza, então o exercício pede: “Qual é o trabalho realizado quando 50 g de Fe reagem com HCl num frasco fechado?”
Conteúdo: Termodinâmica – trabalho de expansão (P–V work).
O que vamos precisar:
  • Entender o que é trabalho de expansão: .
  • Ver que, num frasco fechado e rígido, o volume não muda ( ).

Passo 2

Teoria do trabalho de expansão:
Quando um gás se expande contra uma pressão externa constante w = -Prm ext,De, o trabalho é dado por
onde .
O sinal “–” vem da convenção de que, se o sistema (a reação) empurra o ambiente, é negativo.

Passo 3

Aplicando ao nosso frasco fechado:
  1. Ele é rígido, ou seja, o volume do sistema não varia durante a reação.
  2. Logo, w = -Prm exttimes 0 = 0 .
  3. Substituindo em , fica
Mesmo que haja produção de , como o frasco não permite expansão, o volume interno é fixo.

Resposta

w = 0
Alternativa (a).

Exercícios relacionados