Dos seguintes dados a
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Calcule o calor padrão de formação do
e do
.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que o problema está pedindo. A gente tem algumas reações químicas com suas variações de entalpia padrão (
) e precisa calcular a entalpia padrão de formação do óxido de ferro(II) (
) e do óxido de ferro(III) (
). Para isso, vamos usar a Lei de Hess, que basicamente diz que a variação total de entalpia de uma reação é independente do caminho que ela segue, só depende dos estados inicial e final. Vamos precisar manipular as reações dadas para chegar às reações de formação que estamos procurando.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a entalpia padrão de formação. É a variação de entalpia quando um mol de composto é formado a partir de seus elementos nas condições padrão. Por exemplo, para formar
, precisamos partir de ferro (Fe) e oxigênio (
).
Passo 3
Vamos começar calculando a entalpia padrão de formação do
. A reação de formação seria:
Nosso objetivo é encontrar
dessa reação.
Passo 4
Vamos usar a segunda reação fornecida:
Queremos isolar a formação de
, então vamos inverter essa reação:
Passo 5
Agora, precisamos relacionar essa reação com a formação de
. Para isso, vamos usar a quarta reação fornecida:
Vamos manipular essa reação para ajudar na formação de
.
Passo 6
Somando as duas reações manipuladas:
Ao somar, temos:
Simplificando:
E a variação de entalpia total é:
Passo 7
Agora, precisamos relacionar essa soma com a reação de formação de
. Observamos que a formação de
envolve apenas Fe e
, então vamos ajustar as equações para chegar a isso.
Perceba que a reação 3:
Pode nos ajudar a eliminar o carbono e o
das equações, deixando apenas Fe e
.
Passo 8
Subtraindo a reação 3 da reação total que obtivemos:
Passo 9
Portanto, a entalpia padrão de formação do
é:
Resposta
A entalpia padrão de formação do óxido de ferro(II) é
e a do óxido de ferro(III) é
.