Questão 69 (Unesp 2013)

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 ΔH^o 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: ΔH^o = ΔH_produtos – ΔH_reagentes

ΔH^o = -221 – ( -910,9)

ΔH^o = 689,9 kJ/ mol

Como o ΔH^o é maior que zero, a reação é endotérmica. 

Resposta: E