Questão 66 (1º exame) da FUVEST 2002

Question

Considere as reações de oxidação dos elementos \text{A}\ell, \text{Mg} e \text{Si} representadas pelas equações abaixo e o calor liberado por mol de \text{O}_2 consumido.

\begin{aligned} &4/3\ \text{A}\ell + \text{O}_2 \rightarrow 2/3\ \text{A}\ell_2\text{O}_3 & \Delta\text{H} &= -1120\ \text{kJ/mol de O}_2 \\ &2\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{MgO} & \Delta\text{H} &= -1200\ \text{kJ/mol de O}_2 \\ &\text{Si} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2 & \Delta\text{H} &= -910\ \text{kJ/mol de O}_2 \end{aligned}

Em reações iniciadas por aquecimento, dentre esses elementos, aquele que reduz dois dos óxidos apresentados e aquele que reduz apenas um deles, em reações exotérmicas, são, respectivamente,

A
\text{Mg} e \text{Si}
B
\text{Mg} e \text{A}\ell
C
\text{A}\ell e \text{Si}
D
\text{Si} e \text{Mg}
E
\text{Si} e \text{A}\ell

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 66 (1º exame) da FUVEST 2002

1º exame · Química: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação

Considere as reações de oxidação dos elementos \text{A}\ell, \text{Mg} e \text{Si} representadas pelas equações abaixo e o calor liberado por mol de \text{O}_2 consumido.

\begin{aligned} &4/3\ \text{A}\ell + \text{O}_2 \rightarrow 2/3\ \text{A}\ell_2\text{O}_3 & \Delta\text{H} &= -1120\ \text{kJ/mol de O}_2 \\ &2\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{MgO} & \Delta\text{H} &= -1200\ \text{kJ/mol de O}_2 \\ &\text{Si} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SiO}_2 & \Delta\text{H} &= -910\ \text{kJ/mol de O}_2 \end{aligned}

Em reações iniciadas por aquecimento, dentre esses elementos, aquele que reduz dois dos óxidos apresentados e aquele que reduz apenas um deles, em reações exotérmicas, são, respectivamente,

A
\text{Mg} e \text{Si}
B
\text{Mg} e \text{A}\ell
C
\text{A}\ell e \text{Si}
D
\text{Si} e \text{Mg}
E
\text{Si} e \text{A}\ell

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Resolução comentada

Um elemento reduz o óxido de outro quando o tira do óxido e fica com o oxigênio. Isso é exotérmico se o calor liberado na formação do óxido do elemento que se oxida for maior que o liberado na formação do óxido que é reduzido. Basta comparar os valores de \Delta H por mol de \text{O}_2, em módulo:

\text{Mg}: 1200\ \text{kJ}
\text{A}\ell: 1120\ \text{kJ}
\text{Si}: 910\ \text{kJ}

Quanto maior o calor liberado, mais estável é o óxido e mais forte é o redutor.

\text{Mg} tem o maior valor. Ao tomar o oxigênio de \text{A}\ell_2\text{O}_3 ou de \text{SiO}_2, a reação libera calor. Por exemplo, \text{Mg} com \text{SiO}_2: -1200 + 910 = -290\ \text{kJ} por mol de \text{O}_2. Logo, \text{Mg} reduz dois óxidos.
\text{A}\ell tem valor intermediário. Reduz o \text{SiO}_2 (-1120 + 910 = -210\ \text{kJ}, exotérmica), mas não reduz o \text{MgO} (-1120 + 1200 = +80\ \text{kJ}, endotérmica). Logo, reduz apenas um óxido.
\text{Si} tem o menor valor e não reduz nenhum dos outros dois óxidos de forma exotérmica.

Assim, o elemento que reduz dois óxidos é o \text{Mg} e o que reduz apenas um é o \text{A}\ell.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

AO Si libera o menor calor ao formar o óxido e não reduz nenhum dos outros dois óxidos de forma exotérmica.
CO Al reduz apenas o SiO2 (um óxido), e o Si não reduz nenhum; a ordem e os elementos estão errados.
DO Si, de menor calor de oxidação, não reduz dois óxidos, e o Mg reduz dois, não apenas um.
EO Si não reduz nenhum dos óxidos exotermicamente; só o Al está certo como o que reduz um.

Assuntos: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação, Reações de oxirredução e balanceamento redox.

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Fonte: FUVEST 2002 · 1º exame. Prova oficial ↗