a)

Termit podczas spalania (wymaga / nie wymaga) dostarczenia energii, ponieważ jest to proces (egzotermiczny / endotermiczny).

 

b)

Znając masy molowe glinu (Al, M = 27 g/mol) oraz tlenku żelaza(III) (Fe₂O₃, M = 160 g/mol), obliczamy masową zawartość procentową Fe₂O₃ w termicie:

${\%}_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}=\frac{M_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}}{2\cdot M_{\mathrm{Al}}+M_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}}\cdot 100\%$

${\%}_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}=\frac{160\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}{2\cdot 27\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}+160\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}\cdot 100\%$

${\%}_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}=\frac{160}{214}\cdot 100\%$

${\%}_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}\approx 74,77\%$

Obliczamy masę tlenku żelaza(III) w próbce termitu o masie 100 g:

$m_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}=100\mathrm{g}\cdot 74,77\%$

$m_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}=74,77\mathrm{g}$

Wyznaczamy liczbę moli Fe₂O₃ w jego próbce o wyliczonej powyżej masie:

$n=\frac{m}{M}$

gdzie:

n - liczba moli,

m - masa,

M - masa molowa.

$n_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}=\frac{74,77\mathrm{g}}{160\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}$

$n_{\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3}\approx 0,4673\mathrm{mol}$

Spalaniu termitu:

$2\mathrm{Al}+\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3\to 2\mathrm{Fe}+\mathrm{Al}{}_2\mathrm{O}{}_3$

Towarzyszy zmiana entalpii:

$\Delta H=-848\mathrm{kJ}$

Co oznacza, że na każdy mol tlenku żelaza(III), który bierze udział w reakcji, do otoczenia wydziela się 848 kJ energii.

Obliczamy efekt energetyczny reakcji spalania termitu, w której udział weźmie obliczona wyżej liczba moli tlenku żelaza(III):

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}& -& -848\mathrm{kJ}\\ 0,4673\mathrm{mol}& -& x\end{array}$

$x=\frac{0,4673\mathrm{mol}\cdot -848\mathrm{kJ}}{1\mathrm{mol}}$

$x\approx -396\mathrm{kJ}$

 

Odpowiedź: Podczas spalania 100 g termitu do otoczenia wydzieli się 396 kJ energii.