Sabendo que-o De a 25^circ C é igual a -33,29 kJ mol^-1 para a reagäo F2 O2(0)+3 H2(2) 2 Fe(2)+ 3 H2 O(0), calcule o vilor da variaçáo de entaipia para a mesma reação a 85^circ C. Use as informaçōes da tabela abaixo. Considere que Cp nāo varia nessa faixa de temperatura. [R=-28,746 kJ mol^-1]
Substância c|cccc Substância & $Fe2 O2(0)$ & $Fe(0)$ & $H2 O(0)$ & $H2(0)$ hline $Cp, m^0 / J^-1 K^-1$ & 103,8 & 25,1 & 75,3 & 28,8 mol $^-1$ & & & & hline
103,8 25,1 75,3 28,8
mol

Passo 1

Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde a entalpia padrão de reação ( De) a 25°C é -33,29 kJ/mol. A reação é:
Fe2O2(ell) + 3,H2(g) 2,Fe(s) + 3,H2O(l)
Queremos calcular a variação de entalpia dessa reação a 85°C. Para isso, vamos precisar usar a capacidade calorífica ( Cp) das substâncias envolvidas e considerar que o Cp não varia nessa faixa de temperatura. Também vamos usar a constante de reação fornecida: R = -28,746 kJ/mol.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que a variação de entalpia em diferentes temperaturas pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
De
Onde:
  • De é a variação de entalpia na temperatura T,
  • De é a variação de entalpia padrão (a 25°C),
  • De é a diferença das capacidades caloríficas dos produtos e reagentes,
  • De é a diferença de temperatura (em Kelvin).

Passo 3

Vamos calcular De. A temperatura inicial é 25°C e a final é 85°C. Convertendo para Kelvin:
De

Passo 4

Agora, precisamos calcular De, que é a diferença entre a soma das capacidades caloríficas dos produtos e a soma das capacidades caloríficas dos reagentes, multiplicadas pelos seus coeficientes estequiométricos.
A fórmula fica:

Passo 5

Vamos identificar as capacidades caloríficas das substâncias envolvidas a partir da tabela:
  • Fe2O2(ell): 103,8,J/mol cdot K
  • Fe(s): 25,1,J/mol cdot K
  • H2O(l): 75,3,J/mol cdot K
  • H2(g): 28,8,J/mol cdot K

Passo 6

Aplicando os coeficientes estequiométricos na fórmula:
Produtos:
  • 2,Fe(s): 2 times 25,1 = 50,2,J/mol cdot K
  • 3,H2O(l): 3 times 75,3 = 225,9,J/mol cdot K
Total dos produtos: 50,2 + 225,9 = 276,1,J/mol cdot K
Reagentes:
  • 1,Fe2O2(ell): 103,8,J/mol cdot K
  • 3,H2(g): 3 times 28,8 = 86,4,J/mol cdot K
Total dos reagentes: 103,8 + 86,4 = 190,2,J/mol cdot K

Passo 7

Calculando De:
De
Convertendo para kJ:
85,9,J/mol cdot K = 0,0859,kJ/mol cdot K

Passo 8

Agora, aplicamos a fórmula da variação de entalpia:
De
Substituindo os valores:
De

Passo 9

Calculando De:
-28,746,kJ/mol times 60,K = -1724,76,kJ/mol
Agora, somando com De:
De

Resposta

A variação de entalpia para a reação a 85^circ C é aproximadamente -1758,05,kJ/mol.

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