A reação de combustão do alumínio foi estudada como parte de uma pesquisa para usar alumínio em pó como combustível de foguetes. 4 Al(s)+3 OX2(g)→2 AlX2OX3(s) \ce{ 4 Al(s) + 3 O2(g) -> 2 Al2O3(s) } A combustão de 27 g\pu{27 g} de alumínio produziu 3870 kJ\pu{3870 kJ} de calor em 1200 °C\pu{1200 \degree C} sob condições de volume constante.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de combustão de 1 mol\pu{1 mol} de alumínio em 1200 °C\pu{1200 \degree C}.

Gabarito 3A.23

Cálculo do número de mols de alumínio: n=mM=27 g27 g mol−1=1 mol n= \frac{m}{M}= \frac{27\,g}{27\,g\,mol^{-1}}=1\,mol Cálculo da energia interna de combustão: ΔU=−QVn=−3870 kJ1 mol=−3870 kJ mol−1 \Delta U=-\frac{Q_{V}}{n}= -\frac{3870\,kJ}{1\,mol}=-3870\,kJ\,mol^{-1} Balanceando a reação para 1 mol de alumínio: Al(s)+34O2(g)→12Al2O3(s)      Δn(g)=−34 Al_{(s)}+ \frac{3}{4}O_{2(g)}\rightarrow \frac{1}{2}Al_{2}O_{3(s)}\;\;\;\Delta n_{(g)}=-\frac{3}{4} Cálculo da entalpia de combustão: ΔH=ΔU+RTΔngaˊsΔH=−3870 kJ+8,3(JK mol)⋅(1200+273 K)⋅(−34 mol)1000 k−1=−3879 kJ mol−1 \begin{aligned} \Delta H &= \Delta U +RT\Delta n_{\text{gás}} \\ \Delta H &= -3870\,kJ+8,3(\frac{J}{K\,mol})\cdot(1200+273\,K)\cdot\frac{(- \frac{3}{4}\,mol)}{1000\,k^{-1}} \\ &=-3879\,kJ\,mol^{-1} \end{aligned}