Questão 8

IME 2009

Química

(IME - 2009/2010)

Uma dada massa de óxido ferroso é aquecida a 1273 K e, em seguida, exposta a uma mistura gasosa de monóxido de carbono e hidrogênio. Desta forma, o óxido é reduzido a metal sem qualquer fornecimento adicional de energia. Admita que ocorra uma perda de calor para as circunvizinhanças de 4,2 kJ/mol de óxido reduzida. Calcule a razão mínima entre as pressões parciais de monóxido de carbono e do hidrogênio (p_CO/p_H2) na mistura gasosa inicial, de modo que o processo seja auto sustentável. Despreze a decomposição da água.

Gabarito:

Resolução:

Reações com seus ΔH:

$egin{matrix} (I)&FeO+H_2 ightarrow Fe+H_2O&Delta H= 265+(-250)=15;kJcdot mol^{-1}\(II)&FeO+CO ightarrow Fe+CO_2&Delta H=265+(-282)=-17;kJcdot mol^{-1}end{matrix}$

Em um sistema auto sustentável, existe conservação de energia térmica. Ou seja, a energia liberada na reação 1 e a absorvida na reação 2, deve compensar a perda para as circunvizinhanças

Calor das reações = -17x + 15y
Calor dissipado = 4,2 (x + y)

Igualando os dois calores:

$17x-15y=4,2(x+y)$

$17x-15y=4,2x+4,2y$

$17frac{x}{y}-15=4,2frac{x}{y}+4,2$

$17frac{x}{y}-4,2frac{x}{y}=4,2+15$

$12,8frac{x}{y}=19,2$

$frac{x}{y}=frac{19,2}{12,8}$

$frac{x}{y}=1,5$

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