O ferro é encontrado na natureza na forma de seus minérios, tais como a hematita ($$\alpha-Fe_{2} O_{3}$$), a magnetita ($$Fe_{3} O_{4}$$) e a wustita (FeO). Na siderurgia, o ferro-gusa é obtido pela fusão de minérios de ferro em altos fornos em condições adequadas. Uma das etapas nesse processo é a formação de monóxido de carbono. O CO (gasoso) é utilizado para reduzir o FeO (sólido), conforme a equação química:
$$FeO (s) + CO (g) \longrightarrow Fe (s) + CO_{2} (g)$$
Considere as seguintes equações termoquímicas:
$$Fe_{2} O_{3} (s) + 3 CO (g) \longrightarrow 2 Fe (s) + 3 CO_{2} (g) \,\,\,\,\, \Delta_{r} H^{\Theta} = -25\, kJ/mol\, de\, Fe_{2} O_{3}$$
$$3 FeO (s) + CO_{2} (g) \longrightarrow Fe_{3} O_{4} (s) + CO (g) \,\,\,\,\, \Delta_{r} H^{\Theta} = -36\, kJ/mol\, de\, CO_{2}$$
$$2 Fe_{3} O_{4} (s) + CO_{2} (g) \longrightarrow 3 Fe_{2} O_{3} (s) + CO (g) \,\,\,\,\, \Delta_{r} H^{\Theta} = +47\, kJ/mol\, de\, CO_{2}$$
O valor mais próximos de $$\Delta_{r} H^{\Theta}$$, em kJ/mol de FeO, para a reação indicada do FeO (sólido) com o CO (gasoso) é
O ferro é encontrado na natureza na forma de seus minérios, tais como a hematita (α-Fe2O3), a magnetita (Fe3O4) e a wustita (FeO). Na siderurgia, o ferro gusa é obtido pela fusão de minérios de ferro em altos fornos em condições adequadas. Uma das etapas nesse processo é a formação de monóxido de carbono. O CO (gasoso) é utilizado para reduzir o FeO (sólido), conforme a equação química:
FeO (s) + CO (g) –> Fe (s) + CO2 (g)
Considere as seguintes equações termoquímicas:
Fe2O3 (s) + 3 CO (g) –> 2 Fe (s) + 3 CO2 (g) ∆rH = –25 kJ/mol de Fe2O3
3 FeO (s) + CO2 (g) –> Fe3O4 (s) + CO (g) ∆rH = –36 kJ/mol de CO2
2 Fe3O4 (s) + CO2 (g) –> 3 Fe2O3 (s) + CO (g) ∆rH = +47 kJ/mol de CO2
O ferro é encontrado na natureza na forma de seus minérios, tais como a hematita (α-Fe2O3), a magnetita (Fe3O4) e a wustita (FeO). Na siderurgia, o ferro-gusa é obtido pela fusão de minérios de ferro em altos fornos em condições adequadas. Uma das etapas nesse processo é a formação de monóxido de carbono. O CO (gasoso) é utilizado para reduzir o FeO (sólido), conforme a equação química:
FeO (s) + CO (g) → Fe (s) + CO2 (g)
Considere as seguintes equações termoquímicas:
Fe2O3 (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (s) + 3 CO2 (g) ∆rH = –25 kJ/mol de Fe2O3
3 FeO (s) + CO2 (g) → Fe3O4 (s) + CO (g) ∆rH = –36 kJ/mol de CO2
2 Fe3O4 (s) + CO2 (g) → 3 Fe2O3 (s) + CO (g) ∆rH = +47 kJ/mol de CO2
O valor mais próximo de ∆rH em kJ/mol de FeO, para a reação indicada do FeO (sólido) com o CO (gasoso) é
(a) -14.
(b) -17.
(c) -50.
(d) -64.
(e) -100.
Resolução
Para realizar os cálculos de acordo com o solicitado é necessário:
- Multiplicar a primeira equação por ½;
- Multiplicar a segunda por ⅓;
- Multiplicar a terceira por ⅙.
Em seguida, é necessário somar as 3 equações modificadas:
½ Fe2O3 (s) + 3/2 CO (g) → Fe (s) + 3/2 CO2 (g) ∆rH = –12,5 kJ/mol de Fe2O3
FeO (s) + ⅓ CO2 (g) → ⅓ Fe3O4 (s) + ⅓ CO (g) ∆rH = –12 kJ/mol de CO2
⅓ Fe3O4 (s) + ⅙ CO2 (g) → ½ Fe2O3 (s) + ⅙ CO (g) ∆rH = +7,8 kJ/mol de CO2
Cortando os elementos em comum, tem-se a equação geral:
FeO (s) + CO (g) → Fe (s) + CO2 (g) ∆rH = –16,7 kJ
Resposta: B
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Fundadora e Professora do VaiQuímica!, Bacharela em Química pela USP com ênfase em Alimentos e Mestranda em Físico-Química.