Question

Para diminuir a quantidade de poluição que os veículos automotivos emitem durante a queima dos combustíveis, foram criados os conversores catalíticos, também chamados de catalisadores. A principal função desses dispositivos é transformar alguns gases tóxicos (entre eles, CO, NO e NO2) em gases menos prejudiciais ao meio ambiente. Uma das reações que ocorrem nesse processo é representada pela equação:

CO(g) + ½ O2(g)Pt Pd/⎯→⎯⎯ CO2(g)

Com base nas equações a seguir, determine a quantidade de energia necessária para transformar 2 mol de CO em CO2.

C(grafite) + ½ O2(g)o CO(g) + 26,4 kcal

C(grafite) + O2(g)o CO2(g) + 94,1 kca.

Answer 1

Temos as seguintes equações:

$C_{(grafite)}+\frac{1}{2} O_{2(g)} \rightarrow CO_{(g)} \;\;\;\;\;\;\; \Delta E=26,4 \ kcal\;\;\; (1)\\\\C_{(grafite)}+O_{2(g)} \rightarrow CO_{2(g)} \;\;\;\;\;\;\; \Delta E=94,1 \ kcal \;\;\; (2)$

Para encontrarmos a quantidade de energia necessária para transformar 2 mols de CO em CO₂, devemos inverter a equação (1) e multiplicá-la por 2. Essa operação é permitida pela chamada de Lei de Hess.

Multiplicamos por 2 também a equação (2). É importante observar que, ao inverter uma reação química, o sinal da variação de energia também muda, assim como ao multiplicar uma reação por qualquer número, o valor da energia também é multiplicado.

Trabalha-se com as reações químicas da mesma maneira que se trabalham com equações matemáticas.

Assim, teremos:

$2 \ CO_{(g)} \rightarrow 2 \ C_{(grafite)}+O_{2(g)} \;\;\;\;\;\;\; \Delta E=-52,8 \ kcal\;\;\; (1)\\\\2 \ C_{(grafite)}+2\ O_{2(g)} \rightarrow 2\ CO_{2(g)} \;\;\;\;\;\;\; \Delta E=188,2 \ kcal \;\;\; (2)$

Dessa forma, é possível somar estas reações, assim como suas variações de energia e o que sobra é:

$2\ CO_{(g)}+O_{2(g)} \rightarrow 2\ CO_{2(g)} \;\;\;\;\;\;\;\ \Delta E=135,4 \ kcal$

Portanto, para se transformar 2 mols de CO em CO₂, são necessárias 135,5 kcal.