Question

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PUC-SP) Uma das maneiras de obter calor suficiente para fundir metais é o processo de aluminotermia, devido ao seu alto caráter exotérmico. Esse processo pode ser exemplificado por:
2Al(s) + Fe2O3(s) -> Al2O3(s) + 2Fe(l)
Dados: calor de formação do Fe2O3 = -824 Kj/mol; calor de formação do Al2O3 = -1626 Kj/mol; calor de fusão do Fe^0 = +14,9 Kj/mol; calor de fusão do manganês = +14,4 Kj/mol.
a) Escreva a equação termoquímica de formação do Fe2O3.
b) Escreva a equação termoquímica de formação do Al2O3.
c) Utilizando-se dos dados anteriores, calcule a quantidade de calor liberada no processo exemplificado.
d) Calcule a massa de manganês que poderá ser fundida se no processo anterior forem empregados 27 gramas de alumínio.

Answer 1

Dados

 Fe2O3 ΔHf⁰= -824kj/mol  (entalpia de formação)

Al2O3 ΔHf⁰= -1626kj/mol  (entalpia de formação)

FeO Lf= +14,9kj/mol (entalpia de fusão)

Mn Lf +14,4kj/mol (entalpia de fusão)

- Equação balanceada de formação do Fe2O3 e do Al2O3

2Fe + 3/2O2 --> Fe2O3

2Al  + 3/2O2 --> Al2O3

- Equação termoquímica

a) Fe2O3(s) --> 2Fe(s) + 3/2O2(g)  ∆Hf = -824 kJ/mol

b) Al2O3(s) --> 2Al(s) + 3/2O2(g)  ∆Hf = -1626 kJ/mol

- cálculo do calor liberado no processo. A fusão dos metais ocorre com absorção de calor

1mol de ferro absorve: 14,9kj

1mol de manganês absorve: 14,4kj/mol

- calor liberado na reação

ΔH°f= H(p) - H(r)

ΔH°f= -1626-(-824)

ΔH°f= -802kj

- saldo da reação (diminuindo o que foi consumido na fusão do Fe e do Mn)

-802+14,9+14,4 = 772,7kj

- cálculo do calor que resta para fundir o manganês

2mol Al = 54g ==> libera 802kj  logo,

1mol Al = 27g ==> libera 401kj  como 1mol de Fe absorve 14,9kj restam

401kj-14,9kj= 386,1kj de calor para derreter o Al

Regra de três

14,4kj  --  55g

386,1kj  --   xg

x= 55g*386,1kj/14,4kj

x= 1474,7g ==> 1,475kg de alumínio são produzidos