O ácido fosfórico (H3PO4) de alta pureza é obtido por via se...
O ácido fosfórico (H3PO4) de alta pureza é obtido por via seca ou térmica, pela combustão do fósforo elementar e posterior hidratação do P2O5, de acordo com as reações abaixo:
4P + 5O2 → 2P2O5 ΔH= -720 kcal
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 ΔH= -45 kcal
Nesse processo, de acordo com as equações acima, assinale a alternativa que apresenta a quantidade de calor liberado
na formação do H3PO4 (em kcal/mol).
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Alternativa Correta: B - 202,5 kcal/mol
Tema Central: A questão testa o entendimento sobre reações químicas e a quantidade de calor liberado (ou absorvido) em reações exotérmicas, utilizando entalpia de reação.
Resumo Teórico: A entalpia de uma reação química (ΔH) é uma medida da quantidade de energia liberada ou absorvida quando uma reação ocorre. Reações exotérmicas, como as apresentadas, liberam calor para o ambiente, resultando em um ΔH negativo. A soma das entalpias das reações elementares nos dá a entalpia total da reação global.
Justificativa da Alternativa Correta:
- Na questão, duas reações são dadas com suas respectivas entalpias. A primeira reação (4P + 5O2 → 2P2O5) libera 720 kcal, e a segunda (P2O5 + 3H2O → 2H3PO4) libera 45 kcal.
- Para encontrar a quantidade de calor liberado por mol de H3PO4>, somamos as duas entalpias: -720 kcal + (-45 kcal) = -765 kcal.
- Como a equação final resulta em 2 mols de H3PO4, dividimos a entalpia total por 2 para obter a liberação de calor por mol: -765 kcal / 2 = -202,5 kcal/mol. Assim, a quantidade de calor liberado por mol de H3PO4 é 202,5 kcal.
Análise das Alternativas Incorretas:
- A - 45 kcal: Esta alternativa representa apenas a entalpia da segunda reação, não considerando a primeira.
- C - 405 kcal: Esta alternativa não representa a divisão correta do total da entalpia para um mol de H3PO4.
- D - 765 kcal: Esta é a entalpia total das duas reações, mas não foi dividida por 2, que é o número de mols de H3PO4 produzidos.
- E - 810 kcal: Esta alternativa é incorreta pois não reflete nenhuma das etapas de cálculo apresentadas.
Estratégia para Interpretação: Ao lidar com questões de entalpia, sempre verifique se você está considerando todas as reações envolvidas e observe cuidadosamente o número de mols para ajustar os cálculos corretamente. Fique atento a pegadinhas que envolvem a soma ou divisão inadequada dos valores de entalpia.
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4P + 5 O2 -----> 2P205 -720 KCal
2 P2O5 + 6 H2O -------> 4 H3PO4 - 90kcal
total liberado = -720 - 90 = - 810 k cal
mas a questão quer em kcal por mol de h3po4 então = 810/ 4 mol = 202,5 kcal/mol. LETRA B
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