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Normalmente, quando o produto da oxidação de enxofre é S O 2 , mas o S O 3 também pode ser formado. Quando uma amostra de 0,6192 g de enxofre foi queimada com oxigênio ultrapuro em um calorímetro de bomba de capacidade calorífica 5,27   k J .   °   C - 1 , a temperatura aumentou 1,140 ° C . Assumindo que todo o enxofre foi consumido na reação, qual foi a relação entre o dióxido de enxofre e o trióxido de enxofre produzido?

Passo 1

Muito boom, bora começar esta daqui!

Para começar vamos olhar as reações de oxidação do enxofre juntamente com suas entalpias:

S + O 2 →   S O 2                                   ∆ H = - 296   k J . m o l - 1

S + 3 2 O 2 →   S O 3                         ∆ H = - 397   k J . m o l - 1

Já sabemos que a bomba tem capacidade de calorífica de 5,27   k J .   °   C - 1 e que a temperatura subiu 1,140 ° C .

Com isso nós conseguimos calcular quanto de calor foi liberado, não é? Basta usarmos:

C a l o r   L i b e r a d o = C a p a c i d a d e   C a l o r í f i c a × A u m e n t o   d a   T e m p e r a t u r a

Substituímos:

C a l o r   L i b e r a d o = 5,27   k J °   C × 1,140 ° C = 6,0078   k J

Sendo assim, a oxidação de 0,6192 g de enxofre liberam 6,0078 kJ de calor.

Agora vamos guardar esta informação!

Passo 2

Para dar continuidade nós precisamos do número de mols de enxofre que participaram da reação:

n = m M M

Sabemos que:

M M = 32 g m o l

Substituindo:

n = 0,6192   g   32 g m o l = 0,01935   m o l

Deste mols, um valor equivalente a x irão formar dióxido de enxofre e o restante, 0,01935 – x, formam o trióxido.

Sendo assim, podemos achar x calculando a energia liberada:

( x   m o l ) × ( 296   k J . m o l - 1 ) - 0,01935 - x   m o l × 397   k J . m o l - 1 = 6,0078   k J

Resolvendo:

296 x - 397 x + 7,68195 = 6,0078  

- 101 x = - 1,67415

x = 0,01657

Então nós teremos 0,01657 mols de enxofre originando dióxido de enxofre e 0,00278 mols originando trióxido de enxofre.

Agora nós já podemos calcular a relação:

S O 2 S O 3 = 0,01657 0,00278 = 5,96

Aproximando:

S O 2 S O 3 = 6 1

Obtemos uma proporção de 6:1.

Tudo certo?

Resposta

6 : 1 .

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