70) (UEL-2003) A pirolusita é um dos mais importantes minérios que contêm o dióxido de manganês (MnO2). Na indústria metalúrgica, o manganês puro p...

Para resolver essa questão, é necessário calcular a variação de entalpia (ΔH) da reação química apresentada e, em seguida, utilizar a equação de cálculo da quantidade de energia envolvida na produção de 11,0 g de manganês puro. A equação química balanceada é: 3MnO2(s) + 4Al(s) → 2Al2O3(s) + 3Mn(s) A partir das entalpias de formação das substâncias, temos: ΔH°f[MnO2(s)] = -521,0 kJ/mol ΔH°f[Al2O3(s)] = -1676,0 kJ/mol Para calcular a variação de entalpia da reação, utilizamos a equação: ΔH°rxn = ΣnΔH°f[produtos] - ΣnΔH°f[reagentes] Substituindo os valores, temos: ΔH°rxn = [2ΔH°f[Al2O3(s)] + 3ΔH°f[Mn(s)]] - [3ΔH°f[MnO2(s)] + 4ΔH°f[Al(s)]] ΔH°rxn = [2(-1676,0) + 3(0)] - [3(-521,0) + 4(0)] ΔH°rxn = -3352,0 + 1563,0 ΔH°rxn = -1789,0 kJ/mol A variação de entalpia da reação é de -1789,0 kJ/mol, o que indica que a reação é exotérmica, ou seja, libera energia. Para calcular a quantidade de energia envolvida na produção de 11,0 g de manganês puro, utilizamos a equação: Q = m.ΔH/n Onde: Q = quantidade de energia envolvida (kJ) m = massa de manganês puro produzido (g) ΔH = variação de entalpia da reação (kJ/mol) n = número de mols de manganês puro produzido Para calcular o número de mols de manganês puro produzido, é necessário utilizar a massa molar do elemento: MM(Mn) = 55,0 g/mol n = m/MM(Mn) n = 11,0/55,0 n = 0,2 mol Substituindo os valores na equação, temos: Q = 11,0 × (-1789,0)/0,2 Q = -97.395 kJ Portanto, a quantidade de energia envolvida na produção de 11,0 g de manganês puro é de -97.395 kJ, o que indica que a alternativa correta é a letra E) Liberação de 146 kJ de energia.