O petróleo bruto com frequência é contaminado pelo gás sulfeto de hidrogênio, que é venenoso. O processo Claus para a extração de enxofre do petróleo bruto tem duas etapas: 2 HX2S(g)+3 OX2(g)→2 SOX2(g)+2 HX2O(l)2 HX2S(g)+SOX2(g)→3 S(s)+2 HX2O(l) \begin{aligned} \ce{ 2 H2S(g) + 3 O2(g) &-> 2 SO2(g) + 2 H2O(l) } \\ \ce{ 2 H2S(g) + SO2(g) &-> 3 S(s) + 2 H2O(l) } \end{aligned} Todo dióxido de enxofre formado na primeira etapa é consumido na segunda.

  1. Apresente a equação química global do processo.

  2. Determine a variação de entalpia associada à produção de 60 kg\pu{60 kg} de enxofre.

Dados

  • ΔHf∘(HX2S,  g)=−20,6 kJmol\Delta H_\mathrm{f}^{\circ}(\ce{H2S,\,\text{g}}) = \pu{-20,6 kJ//mol}
  • ΔHf∘(HX2O,  l)=−286 kJmol\Delta H_\mathrm{f}^{\circ}(\ce{H2O,\,\text{l}}) = \pu{-286 kJ//mol}
Gabarito 3A.29

A reação global é a seguinte: 2 HX2S(g)+OX2(g)→2 S(s)+2 HX2O(l)\boxed{\ce{2H2S(g) + O2(g) -> 2S(s) +2H2O(l)}} Cálculo da variação de entalpia por mol de gás sulfeto: ΔH=ΔHHX2O−ΔHHX2S\Delta \ce{H}=\Delta \ce{H}_{\ce{H2O}}-\Delta \ce{H}_{\ce{H2S}} ΔH=−286−(−20,6)=−265,4 kJ mol−1\Delta \ce{H}=-286-(-20,6)=\pu{-265,4kJ mol-1} Cálculo do número de mols de enxofre produzidos: n=mM=60 g32 g mol−1=1,875 kmoln= \frac{m}{M}= \frac{\pu{60 g}}{\pu{32 g mol-1}}=\pu{1,875 kmol} Cálculo da variação de entalpia associada a essa produção: ΔH=(−265,4 kJ mol−1)⋅1,875 kmol≈−500 MJ=−5⋅105 kJ\Delta \ce{H} = \pu{(-265,4 kJ mol-1)}\cdot\pu{1,875 kmol}\approx\pu{-500 MJ}=\boxed{\pu{-5e5 kJ}}