Concurso:
Prefeitura de Santos
Disciplina:
Engenharia Química e Química Industrial
O gesso é um material aglomerante, obtido a partir da Gipsita, mineral abundante em terrenos cretáceos no Brasil, como o polo gesseiro do Araripe, estado de Pernambuco. Seu principal componente é o Sulfato de Cálcio di-hidratado. Por meio de calcinação, parte da água de hidratação é retirada e o mineral é moído para formar um pó, usado na construção civil e na medicina, entre muitas outras aplicações. Quando se reidrata o Sulfato de Cálcio hemi-hidratado, com cerca de um terço de seu peso em água, ele volta ao seu estado di-hidratado. Nesse processo, o gesso endurece em alguns minutos, em uma reação perceptivelmente exotérmica, vista abaixo:
CaSO4 . ½ H2O (s) + 3/2 H2O (liq) ➞ CaSO4 .2 H2O (s) + Energia (Calor)
Analisando a variação de entalpia dessa reação:
Um paciente, que teve a perna engessada para imobilização ortopédica, se queixou que o gesso esquentou muito enquanto endurecia. Pode-se estimar a temperatura máxima da peça de gesso assim que se endurece, com base nos dados de entalpia da reação acima, fazendo as seguintes considerações:
- A temperatura ambiente na sala ortopédica ficou estável em 21 °C, não se alterando enquanto o gesso foi aplicado e endureceu;
- A pressão não variou ao longo do processo de endurecimento do gesso e os valores de entalpia de cada substância não são dependentes da temperatura;
- Todo o calor liberado pela reação seria expresso no aumento de temperatura da peça de gesso
([ΔHoReação] = ΔHoAquecimento do Gesso).
Assim, calculando com base na equação de Kirchhoff:
n . [ΔHoReação] = n . Cp . ΔT
Onde:
n = Número de moles Cp = Capacidade Calorífica do Gesso = 186,2 Joules.K-1.mol-1 ΔT = Variação da Temperatura da peça de Gesso (Temperatura final ºK – Temperatura Inicial do Gesso ºK)
Dada a equação de conversão entre °K (kelvin) em °C (celsius):
°C = °K - 273,15
Depois de aplicar o cálculo, considerando que toda a energia térmica da reação fosse acumulada no gesso, com relação à temperatura do gesso, é correto afirmar que
CaSO4 . ½ H2O (s) + 3/2 H2O (liq) ➞ CaSO4 .2 H2O (s) + Energia (Calor)
Analisando a variação de entalpia dessa reação:
Um paciente, que teve a perna engessada para imobilização ortopédica, se queixou que o gesso esquentou muito enquanto endurecia. Pode-se estimar a temperatura máxima da peça de gesso assim que se endurece, com base nos dados de entalpia da reação acima, fazendo as seguintes considerações:
- A temperatura ambiente na sala ortopédica ficou estável em 21 °C, não se alterando enquanto o gesso foi aplicado e endureceu;
- A pressão não variou ao longo do processo de endurecimento do gesso e os valores de entalpia de cada substância não são dependentes da temperatura;
- Todo o calor liberado pela reação seria expresso no aumento de temperatura da peça de gesso
([ΔHoReação] = ΔHoAquecimento do Gesso).
Assim, calculando com base na equação de Kirchhoff:
n . [ΔHoReação] = n . Cp . ΔT
Onde:
n = Número de moles Cp = Capacidade Calorífica do Gesso = 186,2 Joules.K-1.mol-1 ΔT = Variação da Temperatura da peça de Gesso (Temperatura final ºK – Temperatura Inicial do Gesso ºK)
Dada a equação de conversão entre °K (kelvin) em °C (celsius):
°C = °K - 273,15
Depois de aplicar o cálculo, considerando que toda a energia térmica da reação fosse acumulada no gesso, com relação à temperatura do gesso, é correto afirmar que