Question

. A equação química abaixo representa a reação da produção industrial

de gás hidrogênio.

H2O (g) + C (s) → CO (g) + H2 (g)

Na determinação da variação de entalpia dessa reação química, são

consideradas as seguintes equações termoquímicas, a 25 °C e 1 atm:


1. H2(g) + ½ O2 (g) → H2O (g) ΔHº = – 240,0 kJ


2. C(s) + O2 (g) → CO2 (g) ΔHº = – 393,5 kJ


3. O2(g) + 2 CO (g) → 2 CO2 (g) ΔHº = – 470,0 kJ


Calcule a energia, em quilojoules, necessária para a produção de 2 mols de

gás hidrogênio.​

Answer 1

Resposta:

O agente redutor de uma reação química é aquele que se oxida nesse processo, acarretando assim a redução de outra substância. Esse agente é identificado pelo seu número de oxidação, que aumenta ao longo da reação.

Observe a seguir os números de oxidação de cada elemento químico participante na equação química de produção de hidrogênio.

                                       

Analisando-se essa equação, verifica-se que o carbono foi o elemento químico que teve aumento no número de oxidação, sendo por consequência o agente redutor.

No cálculo da variação de entalpia, as equações termoquímicas têm de ser organizadas no sentido de representarem as etapas da reação de síntese do gás hidrogênio, conforme é apresentado a seguir.

Primeira equação termoquímica: deve ser invertida, tornando a água um reagente, o que acarreta a inversão de seu sinal na entalpia-padrão.

H2O (g)    H2 (g) +  O2 (g)        Ho =  + 242,0 kJ

Segunda equação termoquímica: não é alterada.

C (s) + O2 (g)  CO2 (g)             Ho =  393,5 kJ

Terceira equação termoquímica: deve ser invertida, tornando o CO um produto. Além disso, como a equação de síntese tem apenas 1 mol de CO (g), a terceira equação deve também ser dividida por 2.

CO2 (g)   O2 (g) + CO (g)           Ho = + 238,5 kJ

De acordo com a equação termoquímica obtida, para a produção de 1 mol de gás hidrogênio são necessários 87 kJ. 

Como a massa molar do gás hidrogênio é igual a 2 g.mol-1, a energia necessária para a produção de 1 kg de gás hidrogênio é calculada a partir da seguinte relação: faz uma regra de três                     

 87 kJ   --         2 g

  X       --       1 000 g                          X = 4,35 × 104 kJ

Espero ter ajudado moçx :)