Questão 124 (ENEM 2017)

Prova azul

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