Questão 124 do ENEM 2017 (Ciências da Natureza)

Question

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)
3 FeO (s) + CO₂ (g) → Fe₃O₄ (s) + CO (g)
2 Fe₃O₄ (s) + CO₂ (g) → 3 Fe₂O₃ (s) + CO (g)

∆rH = −25 kJ/mol de Fe₂O₃ ∆rH = −36 kJ/mol de CO₂ ∆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.

Accepted Answer

Alternativa B: −17.

Pela lei de Hess, a entalpia de uma reação pode ser calculada combinando algebricamente outras equações termoquímicas conhecidas, de modo que as substâncias intermediárias (como Fe2O3 e Fe3O4) se cancelem e sobre apenas a reação de interesse: FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g). Somando e ajustando os coeficientes das três equações termoquímicas fornecidas de forma proporcional à reação-alvo, chega-se a um valor de ΔrH próximo de −17 kJ/mol de FeO, que é a alternativa oficial. Esse é um exercício clássico de aplicação da lei de Hess para reações em altos-fornos siderúrgicos.

Questão 124 do ENEM 2017

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