A extração do zinco pela redução carbotérmica do óxido de zinco ( ZnO ) a
pode ser representada pela reação
a) Calcule o calor de reação considerando os dados a seguir:
(
)
(K)
(kJ/mol)
(J/mol/K)
-348,1
CO(g)
-110,5
C(s)
0
0
7,28
Zn(1)
114,2
31,4
20,8
b) O que é uma reação carbotérmica?
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-348,1 |
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CO(g) | -110,5 |
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C(s) | 0 |
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0 |
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7,28 |
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Zn(1) |
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114,2 | 31,4 | |
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20,8 |
Passo 1
O enunciado pede o cálculo do calor de reação à
(isto é,
) para
usando os dados de entalpias de formação
a
, calor específico
e entalpias de transição de fase. Depois, pergunta o que é reação carbotérmica.
Passo 2
Escrevemos a entalpia da reação a
como
Cada
se obtém de
Para
há várias etapas:
)
de
K,
) fusão em
K com
,
)
de
K,
) vaporização em
K com
,
)
de
K.
Não há transições de fase para
,
e
no intervalo
K.
Passo 3
Calculamos o termo
-diferença entre produtos e reagentes a
K:
Passo 4
Calculamos o aquecimento e transições para
:
a) aquece de
K com
a) aquece
b) fusão em
c) aquece
d) vaporização em
e) aquece
Somando:
Passo 5
Calculamos o aquecimento de
de
K com
Aproximando a contribuição do termo
como pequena, obtemos
Passo 6
De modo análogo, para
com
obtém-se
e para
com
Passo 7
Colocando tudo em
temos numérico
Passo 8
Portanto, a reação é fortemente endotérmica à
:
Resposta
a)
b) Uma reação carbotérmica é um processo metalúrgico em que o óxido metálico é reduzido por carbono sólido a alta temperatura, produzindo o metal elementar e monóxido de carbono como subproduto.
b) Uma reação carbotérmica é um processo metalúrgico em que o óxido metálico é reduzido por carbono sólido a alta temperatura, produzindo o metal elementar e monóxido de carbono como subproduto.