Através do processo de aluminotermia (redutor alumínio
), os óxidos a baixos serão reduzidos à temperatura
? (fazer os cálculos)
d) Óxido de Vanádio
.
d) Óxido de Vanádio
Passo 1
Beleza! A questão quer saber se, no processo de aluminotermia, o óxido de vanádio(III) (V₂O₃) vai ser reduzido pelo alumínio a 1000 °C. Isso é termoquímica: a gente vai usar ΔG° (energia livre de Gibbs) para ver se a reação é espontânea (ΔG° < 0).
Conteúdo:
Conteúdo:
- Cálculo de ΔG° de reação a uma dada temperatura usando ΔG°f dos óxidos e a correção por temperatura (Ellingham).
- Reação de aluminotermia:
O que precisamos:
- ΔG°f(298 K) de V₂O₃ (dado: –87 844,27 cal/mol → –367,8 kJ/mol).
- ΔG°f(298 K) de Al₂O₃ (–1 582,3 kJ/mol).
- Entropias para ajustar ΔG°f(Al₂O₃) de 298 K a 1273 K (1000 °C).
Passo 2
Vamos primeiro estimar ΔG°f(Al₂O₃) a 1273 K usando a fórmula aproximada (reta de Ellingham):
Precisamos de ΔS° da formação de Al₂O₃:
Reação padrão:
Reação padrão:
Usando valores tabelados (J/mol·K):
S°(Al₂O₃)=50,9, S°(Al)=28,3, S°(O₂)=205,0.
Então
S°(Al₂O₃)=50,9, S°(Al)=28,3, S°(O₂)=205,0.
Então
Aí a inclinação da reta é
J/K.
Passo 3
Calculando ΔG°f(Al₂O₃) a T=1273 K:
Passo a passo:
- T−298 = 1273−298 = 975 K.
- 313,2 J/K×975 K = 305 370 J = 305,4 kJ.
- ΔG°f(1273) = –1582,3 kJ + 305,4 kJ = –1276,9 kJ.
Passo 4
Agora a ΔG° de reação à 1273 K:
Substituindo:
Resposta
ΔG° de reação a 1000 °C é –909,1 kJ (muito negativo). Logo, a redução de V₂O₃ por Al é espontânea a 1000 °C.