O estrôncio é responsável pela cor vermelha em fogos de artifícios. Os fabricantes de fogos de artifícios utilizam carbonato de estrôncio, \mathrm{SrCO}_{3}, que pode ser produzido pela combinação de estrôncio metálico, \mathrm{Sr}(\mathrm{s}), grafite, C , e gás oxigênio, \mathrm{O}_{2}. A formação de um mol de \mathrm{SrCO}_{3} libera 1220 kJ de energia. Escreva a equação termoquímica balanceada para essa reação.

Passo 1

O enunciado nos dá as seguintes informações:
  • O produto desejado é o carbonato de estrôncio, \mathrm{SrCO}_3.
  • Os reagentes disponíveis são estrôncio metálico, grafite ( \mathrm{C}, forma padrão do carbono) e gás oxigênio, \mathrm{O}_2.
  • A formação de 1 mol de \mathrm{SrCO}_3 a partir desses elementos libera 1220\\ \mathrm{kJ} de energia.
O que o problema pede:
  • Escrever a equação termoquímica balanceada para a reação de formação de \mathrm{SrCO}_3 a partir dos elementos indicados, indicando a energia liberada.

Passo 2

O que é uma equação termoquímica?
  • É a equação química balanceada acompanhada da variação de entalpia \Delta H do processo.
  • Se a reação libera energia, dizemos que é exotérmica e escrevemos \Delta H negativo. Neste caso o enunciado diz que a formação de 1 mol libera 1220\\ \mathrm{kJ}, então \Delta H = -1220\\ \mathrm{kJ} para a formação de 1 mol.

Passo 3

Escrevendo a equação química “bruta” (a partir dos elementos, sem balancear ainda):
\mathrm{Sr}(s) + \mathrm{C}(\text{grafite}) + \mathrm{O}_2(g) \rightarrow \mathrm{SrCO}_3(s)
Agora vamos balancear átomos um a um.

Passo 4

Balanceando os elementos:
  • Estrôncio: há 1 átomo de \mathrm{Sr} no produto, então precisa de 1 átomo de \mathrm{Sr} como reagente. Já está ok.
  • Carbono: há 1 átomo de \mathrm{C} no produto, então precisa de 1 átomo de \mathrm{C} como reagente. Já está ok.
  • Oxigênio: há 3 átomos de O em \mathrm{SrCO}_3. Como o oxigênio reagente está como \mathrm{O}_2 (duas átomos por molécula), o coeficiente estequiométrico necessário para fornecer 3 átomos de O é \tfrac{3}{2}, porque \tfrac{3}{2}\times 2 = 3.
Portanto a equação balanceada (aceitando coeficiente fracionário) fica:
\mathrm{Sr}(s) + \mathrm{C}(\text{grafite}) + \tfrac{3}{2}\mathrm{O}_2(g) \rightarrow \mathrm{SrCO}_3(s)

Passo 5

Agora associar a variação de entalpia dada:
  • O enunciado afirma que a formação de 1 mol de \mathrm{SrCO}_3 libera 1220\\ \mathrm{kJ}. Logo, para a equação que forma exatamente 1 mol do produto, temos \Delta H = -1220\\ \mathrm{kJ}.
Escrevendo a equação termoquímica final:
\mathrm{Sr}(s) + \mathrm{C}(\text{grafite}) + \tfrac{3}{2}\mathrm{O}_2(g) \rightarrow \mathrm{SrCO}_3(s)\qquad \Delta H = -1220\\ \mathrm{kJ}

Passo 6

Observações úteis para a prova (mastigadas e rápidas):
  • Coeficientes fracionários são permitidos em equações termoquímicas quando a equação representa a formação de 1 mol do composto. Se o professor exigir coeficientes inteiros, basta multiplicar toda a equação por 2 e também multiplicar \Delta H por 2:
2\mathrm{Sr}(s) + 2\mathrm{C}(\text{grafite}) + 3\mathrm{O}_2(g) \rightarrow 2\mathrm{SrCO}_3(s)\qquad \Delta H = -2440\\ \mathrm{kJ}
  • Regra de proporcionalidade: \Delta H escala com os coeficientes estequiométricos (ex.: metade da quantidade ⇒ metade da \Delta H; o dobro ⇒ dobro da \Delta H).

Resposta

\mathrm{Sr}(s) + \mathrm{C}(\text{grafite}) + \tfrac{3}{2}\mathrm{O}_2(g) \rightarrow \mathrm{SrCO}_3(s)\qquad \Delta H = -1220\\ \mathrm{kJ}

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