Silício elementar, na forma sólida, pode ser obtido pela reação entre o dióxido de silício pulverizado e magnésio metálico.
(a) escreva a equação balanceada da reação, indicando os estados de agregação de reagentes e produtos.
(b) calcule a variação de entalpia desse processo químico a partir das entalpias de reação dadas a seguir: Si(s)+O2(g) SiO2(s) De<a H1=-910,9 kJ / mol
Mg(s)+1 / 2 O2(g) MgO(s) De<a H2=-601,8 kJ / mol

Passo 1

O enunciado trata de termoquímica e pede (a) a equação balanceada, com estados físicos, para a redução de SiO2 por magnésio metálico, e (b) a variação de entalpia dessa reação usando a Lei de Hess e as entalpias dadas.

Passo 2

A reação desejada é a redução do dióxido de silício pelo magnésio:
SiO2(s) + 2,Mg(s) longrightarrow Si(s) + 2,MgO(s)

Passo 3

Para aplicar a Lei de Hess, usamos as reações fornecidas:
Si(s) + O2(g) longrightarrow SiO2(s) De<a H1 = -910,9 kJ
Mg(s) + tfrac12,O2(g) longrightarrow MgO(s) De<a H2 = -601,8 kJ
(a) Invertemos a reação 1 para obter SiO2 como reagente:
SiO2(s) longrightarrow Si(s) + O2(g) De<a H = +910,9 kJ
(b) Multiplicamos a reação 2 por 2 para formar 2 mol de MgO:
2,Mg(s) + O2(g) longrightarrow 2,MgO(s) De<a H = 2times(-601,8) = -1203,6 kJ

Passo 4

Somando as duas equações ajustadas cancelamos o O2(g) e obtemos exatamente a reação-alvo. A variação de entalpia total é
De<a H = (+910,9) + (-1203,6) = -292,7 kJ

Resposta

(a) ,SiO2(s) + 2,Mg(s) longrightarrow Si(s) + 2,MgO(s)
(b) De<a H = -292,7 kJ

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