(FGV-SP) Em um conversor catalítico, usado em veículos automotores em seu cano de escape para redução da poluição atmosférica, ocorrem várias reações químicas, sendo que uma das mais importantes é:
1 \mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}+1 / 2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 1 \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}
Sabendo-se que as entalpias das reações citadas abaixo são:
\begin{aligned} & \mathrm{C}(\text { grafita })+1 / 2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{CO}_{(\mathrm{g})} \Delta \mathrm{H} 1=-26,4 \mathrm{kcal} \\\ & \mathrm{C}(\text { grafita })+\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})} \Delta \mathrm{H} 2=-94,1 \mathrm{kcal} \end{aligned}
Pode-se afirmar que a reação inicial é:

Passo 1

O enunciado pede a entalpia da reação
\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})} + \tfrac12\,\mathrm{O}_{2(\mathrm{g})} \;\longrightarrow\; \mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})}
e fornece duas reações de referência com suas variações de entalpia \Delta H:
\mathrm{C}(\text{grafita}) + \tfrac12\,\mathrm{O}_{2(\mathrm{g})} \;\longrightarrow\; \mathrm{CO}_{(\mathrm{g})},\quad \Delta H_1 = -26{,}4\;\mathrm{kcal},
\mathrm{C}(\text{grafita}) + \mathrm{O}_{2(\mathrm{g})} \;\longrightarrow\; \mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})},\quad \Delta H_2 = -94{,}1\;\mathrm{kcal}.
O conteúdo necessário é a Lei de Hess, que permite obter \Delta H de uma reação-alvo usando combinações lineares de entalpias conhecidas.

Passo 2

Para aplicar a Lei de Hess, notamos que subtraindo a reação 1 da reação 2 obtemos exatamente a reação desejada. Escrevendo:
\begin{aligned} &\text{Reação 2:}\quad \mathrm{C} + \mathrm{O}_{2}\;\longrightarrow\;\mathrm{CO}_{2},\\\ &\text{Reação 1:}\quad \mathrm{C} + \tfrac12\,\mathrm{O}_{2}\;\longrightarrow\;\mathrm{CO}. \end{aligned}çãçã
Fazendo (Reação 2) – (Reação 1) cancela \mathrm{C} e leva a
\mathrm{CO} + \tfrac12\,\mathrm{O}_{2} \;\longrightarrow\;\mathrm{CO}_{2}.

Passo 3

Pela Lei de Hess, a entalpia dessa nova reação é
\Delta H_3 \;=\;\Delta H_2 \;-\;\Delta H_1 \;=\;-94{,}1 \;-\;(-26{,}4) \;=\;-94{,}1 + 26{,}4 \;=\;-67{,}7\;\mathrm{kcal}.

Resposta

A reação
\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})} + \tfrac12\,\mathrm{O}_{2(\mathrm{g})} \;\longrightarrow\; \mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})}
é exotérmica, com \Delta H = -67{,}7\;\mathrm{kcal}.

Exercícios relacionados