Questão 07

Um passo do processo de produção de ferro metálico, Fe(s), é a redução do óxido ferroso ( FeO ) com monóxido de carbono (CO).
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) De<a H^circ=?
Utilizando as equações termoquímicas abaixo e baseando-se na Lei de Hess, calcule o valor da entalpia:
Fe2 O3(s)+3 CO(g) 2 Fe(s)+3 CO2(g) De<a H=-25 kJ
3 FeO(s)+CO2(g) Fe3 O4(s)+CO(g) De<a H=-36 kJ 2 Fe3 O4(s)+CO2(g) 3 Fe2 O3(s)+CO(g) De<a H=+47 kJ

Passo 1

O enunciado pede a entalpia da reação
FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)
usando a Lei de Hess e as três equações termoquímicas fornecidas.

Passo 2

Vamos combinar as equações
&(1) Fe2O3 + 3,CO 2,Fe + 3,CO2 &&De<a H1 = -25kJ, &(2) 3,FeO + CO2 Fe3O4 + CO &&De<a H2 = -36kJ, &(3) 2,Fe3O4 + CO2 3,Fe2O3 + CO &&De<a H3 = +47kJ,
com coeficientes a, b, c de modo que a soma dê
FeO + CO ;longrightarrow; Fe + CO2

Passo 3

Montamos o sistema de balanceamento (entrada menos saída deve coincidir com a reação alvo):
3b = 1, 2a = 1, 3a - b - c = 1, b + c - 3a = -1, a - 3c = 0, 2c - b = 0
Daí obtemos
a = tfrac12, b = tfrac13, c = tfrac16

Passo 4

Pela Lei de Hess,
De<a H = a,De<a H1 + b,De<a H2 + c,De<a H3 = tfrac12(-25) + tfrac13(-36) + tfrac16(+47)kJ
Calculando:
De<a H = -12,5 -12 +7,8333 = -16,6667kJ approx -16,7kJ

Resposta

De<a H^circ = -16,7kJ

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