1 Avaliação Termodinamica Met- Gustavo

Primeira Avaliação de Termodinâmica Metalúrgica 18-03-2013 Gustavo Gonzaga Rodrigues A06149341 1 Calcule o calor de reação Al2O3 + 3C = 3CO + 2Al (processo Hall-Heroult) a 298K, a partir dos seguintes dados: 2Al + 3/2O2 = Al2O3; ΔH°298 = -399600 cal/mol C + ½ O2 = CO ΔH°298 = -27000 cal/mol 2 Calcule a entalpia padrão da reação ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2; a) a 298K b) a 1100K. Cp = a + bT + cT2 cal/K.mol ΔH°298 cal/mol a b c ZnS -48200 12.16 0.00124 -136000 O2 0 7.16 0.001 -40000 ZnO -83200 11.71 0.00122 -218000 SO2 -70950 10.38 0.00254 -142000 3 Calcule o calor associado à dissolução de 20g de Si líquido (a 1600°C) em 980g de Fe líquido (também a 1600°C). 4 Considerando que não haja perda de calor na questão do exercício 5, calcule a temperatura aproximada do banho metálico após a dissolução. Para simplificar o cálculo, considere apenas o Fe do banho (1000g de Fe), cujo CP(Fe) = 10 cal/mol °K. 5 Calcule a entalpia de fusão do Ag a 1173K, a partir das seguintes informações: Temperatura de fusão da prata (equilíbrio) 1234 K; entalpía de fusão ΔHf= 2,69 kcal/mol; CP(Ag) = 7.3 cal/mol . K; CP(Agli) = 5 cal/mol . K. Gustavo Gonzaga Rodrigues A06149341 1 2Al + \d \frac{3}{2}O2 = Al2O3 C + \frac{1}{2} O2 = CO \cdots(3) ΔH°298 = -399600 cal/mol ΔH°298 = -27000 cal/mol Al2O3 = 2Al + \frac{3}{2}O2 \qquad ΔH°298 = 399600 cal/mol 3C + 3O2 = 3CO \qquad ΔH°298 = 3 . (-27000) = -81000 cal/mol Al2O3 + 3C = 2Al + 3CO ΔH°298 = 318600 cal/mol 2 ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 \boxed{\Delta H°298}\boxed{a)}\boxed{b)} \sum Produto = \sum Reagente ΔH°298 = \left[-2 ( -83200 ) + 2 ( -70950 ) \right] - \left[-2 ( -48200) + 3 . 0 \right] ΔH°298 = -166400 -141900 + 96400 ΔH°298 = -211900 cal/mol b) 2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 1100 K ΔH1 = \int_{298}^{1100} Cp(2ZnS) dt = \left[ \int_{298}^{1100} \left(12.16+0.00124T \right) dT - 136000 \cdot 10^{-5} \right] ΔH1 = 12,16T + 6,2 \cdot 10^{-4} \cdot \frac{T^2}{2} + 136000 - -10^{-5} \cdot \frac{T^2}{2} ΔH1 =\left[ 12,16 \cdot 298 + 6,2 \cdot 10^{-4}( \frac{298^2}{2}) + 136000 -10^{-5}\right] - \left[ 12,16 . 1100 + 6,2 \cdot 10^{-4}( \frac{1100^2}{2}) \right] 133700(0,7502 + -) ΔH°298 \times \frac{238}{289} = 33,28 + 1.06 = 66,56.10^6 cal/mol ΔH2 = \int_{298}^{1100} Cp(O2) dt = \left[ 7,16 + 0,001 - 3^{-2} T - 40000 \cdot 10^{-5} \right] dt ΔH2 = 7,16T + 5,10T+\cdot-5\quad 7 \cdot dt ΔH2 = \left[ 7,16 . 289 + 5,10^{-5} . (238) + 40000+10^{-5}\right] \left( 7,16 \cdot \frac{283.7}{289} \right) + 490 . 10^5 /1100 \left( 2\right)[\frac{283,68 + \frac{0,044}{315 + \frac{13}{2}(\frac{10^5}{2}(105 / (1100 \right) = \left[ 879\right]\left[0,605 + 5 + 9,77\cdot 10^6 = 29,31 .10^6 \cdot mol NO MAIS, TUDO CORRETO Gustavo Gonzaga Rodrigues A06144341 Segunda avaliação de Termodinâmica Metalúrgica Engenharia Metalúrgica 06-05-2013 1 - Obtenha uma expressão para o cálculo da variação de energia livre padrão da reação CaO+CO2=CaCO3 em função da temperatura. AH^0298 //mol S^0298 J/mol a bT bx10-3 J/K.mol CaO -634920 39,75 49,62 4,51 -6,95 CO2 -393510 213,56 44,14 9,04 -8,54 CaCO3 -1206600 88,70 99,55 27,14 -21,48 2 - Obtenha a expressão de AG^o em função da temperatura para a reação Zn(l)+1/2O2(g)= ZnO(s) a partir dos seguintes dados: Zn(g)+1/2O2(g)=ZnO(g) AG^o = -83100 + 23,57 T cal/mol T(7) = 693 K AH^(T7) = 1740 cal/mol 3 - a) Considerando a reação CH4(g) + H2O(g) = 3H2(g) + CO(g) a 800 K, determinar em que sentido ocorrerá a transformação quando o gás tiver a seguinte composição inicial (pressão total: 1 atm): 50% CH4, 10% H2O, 10%H2, 30%CO (percentagens em volume). São dados: AG^o = A + BT Cal/mol A B H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) -59274 13.25 C(s) + 1/2 O2(g) = CO(g) -28616 -21.03 C + 2H2 = CH4 -19981 25.22 b) Determinar em qual temperatura a composição dada será igual a composição de equilíbrio do gás. c) Com base no Princípio de Le Châtelier, explique o efeito do aumento da temperatura e o efeito do aumento da pressão no equilíbrio da reação CH4(g) + H2O(g) = 3H2(g) + CO(g). 4 - Assumindo que as ligas de Sn e Cu sejam misturas aleatórias de átomos de cobre e estanho, calcule a variação de entropia quando a liga é formada a partir de 10g de estanho e 100g de Cu. Os pesos atômicos do Cu e do Sn são, respectivamente, 63,55 e 118,69. 5 - A entalpia padrão de formação do HgO sólido a 298K (AH^0298) é de -21560 cal/mol. As entropias padrão do HgO sólido, Hg líquido e do O2 gás, a 298K, são, respectivamente: 17,5 cal mol^-1 K^-1, 18,5 cal mol^-1 K^-1, 49,0 cal mol^-1 K^-1. Assumindo que AH^o e AS^o sejam independentes da temperatura, calcule a temperatura na qual o HgO sólido se dissocia em Hg líquido e O2 gasoso. Gustavo Gonzaga Rodrigues A06144341 1 - CaO + CO2 = CaCO3 298K T CaO + CO2 = CaCO3 ΔH298 = -1206600 - [-393510 - 634920] ΔH298 = -178170 J/mol ΔS298 = 88,7 - [39,75 + 213,51] ΔS298 = -164,56 J/mol.K 2 - Zn(l) + 1/2O2(g) = ZnO(s) Zn(g) + 1/2O2(g) = ZnO(g) Zn(l) = Zn(g) Zn(l) + 1/2O2(g) = ZnO(s) ΔS = 1740 - 2,51T ΔS = 1740 = 2,51 693 ΔG°= -83100 + 23,57T ΔG = -1740 + 2.51T ΔG°= -84840 + 26,08T 3 - Inicial Final CH4 0,5 0,5 - x H2O 0,1 0,1 - x H2 0,1 0,1 + 3 x CO 0,3 0,3 + x 1 + 2 x { H2O(l) = H2(g) + 1/2O2 (g) C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) CH4 = C + 2H2 H2O + CH4 = 3H2 + CO ΔG° = 59274 - 13,25T ΔG° = -28616 - 21,03T ΔG° = 19981 - 25,22T ΔG° = 52439 - 59,5T K = exp (-4839/1,987.200) K = 0,048 e) Criterio de estimulación eléctrica SEP = AG + Ag + Tiempo 88933K f) Reacción del producto: Gelesa de sienta A regacion de la ionúcija SE PSAEXE defensa 47dcst(Ia) (I)(pidsoe des a) 89 deg 78638595=58925 A pasaj de información gas gas (h) Química del gas temperatura de amuncula poís e Seguola del pupel Haleadoras gemulares de sanida A presión de las alun;cat gasília para ser afu/a de la 38975 S214 Ar alfordamonura una tamonatura de (o