Enunciado

7.93-O petróleo bruto com frequência é contaminado pelo gás sulfeto de hidrogênio, que é venenoso. O processo de Claus para a extração de enxofre do petróleo tem duas etapas:

2   H 2 S g +   3   O 2 g → 2   S O 2 g +   2   H 2 O l

2   H 2 S + S O 2 g → 3   S g +   2   H 2 O l

(a)Escreva uma equação termoquímica para a reação total que não contém S O 2 . (b) Que variação de entalpia seria associada a produção de 60 Kg de enxofre ? (c) Teria reator de ser esfriado ou aquecido para manter a temperatura constante ?

Passo 1

a)Gente, se nós somarmos as duas equações, vamos obter uma reação total que ainda contém S O 2 , pois temos 2 mols desse gás como produto na primeira reação e 1 mol sendo consumido na segunda. Dessa forma, temos que multiplicar a segunda reação por dois:

4   H 2 S g +   2   S O 2 g → 6   S s +   4   H 2 O l

Somando as duas reações, temos:

6   H 2 S g +   3   O 2 g → 6   S s +   6   H 2 O l

Mas pera aêêê.... A gente pode dividir os coeficientes estequiométricos por três pra simplificar:

2   H 2 S g +   O 2 g → 2   S s +   2   H 2 O l

Passo 2

b)Nesse item vamos calcular a entalpia dessa reação:

∆ H r e a ç ã o =   ∆ H p r o d u t o s -   ∆ H r e a g e n t e s

∆ H r e a ç ã o = 2 × 0,33 + 2 × - 285,83 -   ( 2 × - 20,63 +   1 × 0 )

∆ H r e a ç ã o = - 530   K j / m o l  

Galerinha, mas o item pede a entalpia associada a produção de 60 Kg de enxofre.

Com 2 mols de enxofre nós temos uma entalpia de -530 Kj/mol. Então com 60 Kg (1875 mols de enxofre), teremos o seguinte:

1875 *   - 530 2 =   - 4,96 × 10 5   K j / m o l

Passo 3

Gente, esse item nós podemos pensar um pouco em equilíbrio químico. Olha só, se isso fosse um equilíbrio, a reação direta tem uma entalpia negativa, logo, se nós resfriássemos o ambiente o sistema iria começar a liberar calor para se igualar a temperatura ambiente, favorecendo dessa forma, a reação direta. Aqui não temos um equilíbrio, mas o raciocínio usado pode ser o mesmo. Se nós resfriarmos o reator a reação vai continuar do mesmo jeito, liberando calor, não alterando dessa forma, a temperatura do sistema.

Resposta

a) 2   H 2 S g +   O 2 g → 2   S s +   2   H 2 O l

b)   - 4,96 * 10 5   K j / m o l

c)Resfriar

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Combustíveis à base de petróleo são muito poluentes, contribuem para as mudanças climáticas e estão acabando. Em consequência, combustíveis alternativos estão sendo muito procurados (veja Quadro 7.2).
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