Primeira fase
A areia comum tem como constituinte principal o mineral quartzo (SiO2), a partir do qual pode ser obtido o silício, que é utilizado na fabricação de microchips.
A obtenção do silício para uso na fabricação de processadores envolve uma série de etapas. Na primeira, obtém-se o silício metalúrgico, por reação do óxido com coque, em forno de arco elétrico, à temperatura superior a 1900 ºC. Uma das equações que descreve o processo de obtenção do silício é apresentada a seguir:
De acordo com as informações do texto, é correto afirmar que o processo descrito para a obtenção do silício metalúrgico corresponde a uma reação
(a) espontânea, na qual ocorre a combustão do carbono.
(b) exotérmica, na qual ocorre a redução do óxido de silício.
(c) exotérmica, na qual ocorre a substituição do Si por C.
(d) endotérmica e de dupla troca.
(e) endotérmica e de oxirredução, na qual o Si4+ é reduzido a Si.
Resolução
Considerando o processo mostrado pela reação:
SiO2 (s) + 2C (s) → Si (l) + 2CO (g)
O primeiro passo é verificar o tipo de reação observada. De acordo com o número de NOX, temos que:
SiO2 (s) + 2C (s) → Si (l) + 2CO (g)
+4 ———————- 0
Desse modo, o número de oxidação diminui e assim, há a redução do Si4+ a Si evidenciando a ocorrência de uma reação de oxirredução.
Sabendo disso, calcula-se o ΔHo do processo de obtenção do silício:
SiO2 (s) + 2C (s) → Si (l) + 2CO (g)
-910,9 kJ/ mol 0 0 2*(-110,5) kJ/ mol
Logo: ΔHo = ΔHprodutos – ΔHreagentes
ΔHo = -221 – ( -910,9)
ΔHo = 689,9 kJ/ mol
Como o ΔHo é maior que zero, a reação é endotérmica.
Resposta: E