Calcule o trabalho efetuado quando 50 g de ferro reagem com ácido clorídrico produzindo hidrogênio gasoso: (a) num vaso fechado de volume fixo e (b) n

Escrevendo a equação que representa esse processo, temos:

Fe (s) + 2 HCl (aq) → FeCl₂ (aq) + H₂ (g)

Na letra (a) é pedido para calcularmos o trabalho em um vaso fechado de volume fixo. Primeiramente precisamos ter a variação de volume e saber como o processo ocorre. Se não houver variação de volume, não há trabalho de expansão. Se o sistema se expande contra uma pressão externa constante, o trabalho pode ser calculado. Então no caso descrito na letra (a) o volume não pode se alterar, portanto não há trabalho, assim: w = 0.

Para a letra (b) vamos calcular o trabalho em um bécher aberto, a 25ºC. Então o gás formado desloca a atmosfera, logo: w = p_ex . ΔV . O volume inicial pode ser desprezado, pois o volume final é muito grande, pois houve desprendimento de gás na reação!

ΔV = V_f - V_i (como V_f >>> V_i)

ΔV ≈ V_f

V_f = nRT / p_ex

onde n é o o número de mols de H₂ desprendidos na reação. Então:

w = - p_ex . ΔV = - p_ex . nRT/ p_ex = - nRT

Pela equação da reação sabemos que se forma 1 mol de gás hidrogênio para cada mol de ferro consumido, portanto n pode ser igualado ao número de mols de ferro que reagem. Como a massa molar do ferro é 55,85 g /mol, temos:

w = - 50g / 55,85 g mol^-1 x (8,314 J K^-1 mol^-1) x (298 K)
w = - 2,2 kJ

qual a resposta  da letra b?

http://www3.fsa.br/fabricio/images/ProvaP1_TermodinamicaQuimica_Noturno_Resolucao_comentada.pdf