Termoquímica (Energia de Gibbs)
1. (Ita 99) O processo de decomposição de peróxido
de hidrogênio, H‚O‚, resulta na formação de água e
oxigênio. Em relação a esse processo considere que
sejam feitas as seguintes afirmações:
I - Todas as moléculas de H‚O‚ são reduzidas.
II - Todas as moléculas de H‚O‚ são oxidadas.
III - A variação da energia livre de Gibbs é
positiva.
IV - Metade das moléculas de H‚O‚ é reduzida e a
outra metade é oxidada.
Qual das opções a seguir se refere à(s)
afirmação(ões) CORRETA(S)?
a) I.
b) II.
c) III.
d) IV.
e) III e IV.
2. (Ufpr 97) A variação da energia livre de Gibbs,
ÐG, é negativa para processos expontâneos e pode
ser calculada pela expressão:
ÐG = ÐH - TÐS
Aplicando a expressão acima, é correto afirmar:
01- Se ÐH < 0 e ÐS > 0, o processo será
exotérmico e necessariamente espontâneo.
02- Se ÐH > 0 e ÐS > 0, o processo será
endotérmico e poderá ser expontâneo ou não,
dependendo dos valores de ÐH, ÐS e T.
04- Se ÐH > 0 e ÐS < 0, o processo será
endotérmico e necessariamente espontâneo.
08- Se ÐH < 0 e ÐS < 0, o processo será
exotérmico e poderá ser expontâneo ou não,
dependendo dos valores de ÐH, ÐS e T
16- Na equação acima, a temperatura T terá sempre
um valor positivo, pois corresponde à temperatura
termodinâmica do sistema.
Soma ( )
3. (Pucsp 95) A 25°C e 1 atm tem-se:
ÐH de formação do CO‚ = - 94,1kcal mol-¢
ÐH de formação de H‚O = - 68,3kcal mol-¢
ÐH de combustão do C‚H‚ = - 310,6kcal mol-¢
ÐS de formação do C‚H‚ = - 0,048kcal mol-¢
Escolha entre as alternativas relacionadas na figura
a seguir a que completa, adequadamente, a
afirmação:
A 25°C e 1 atm, ÐH de formação do C‚H‚ é..........,
ÐG é..........., portanto o processo é..........
4. (Unitau 95) Temos a reação:
2 CØO(g) ë CØ‚(g) + O‚(g) ÐH= -18,20 cal
Pode-se afirmar, apenas com estes dados, que:
a) a reação é espontânea.
b) a reação não é espontânea.
c) a reação será espontânea se ÐS for positivo.
d) a reação somente será espontânea em
temperaturas abaixo de 0°C.
e) a reação somente será espontânea em
temperaturas acima de 0°C.
5. (Ufsc 95) A termodinâmica propõe para o cálculo
de ÐG a equação ÐG = ÐH - TÐS , válida para
pressão e temperatura constantes.
Em relação ao processo: H‚O(l) ë H‚O (v) temos
ÐH = 9713 cal/mol (1 atm) e ÐS = 26,04 cal/K. mol
(1 atm). Determine a temperatura, em graus Celsius,
a partir da qual, a vaporização da água é espontânea
nas condições ambientes (K = °C + 273).
6. (Ufms 98) Analise os processos abaixo
relacionados e forneça o sinal algébrico de ÐH°,
ÐS° e ÐG°, respectivamente.
I. o rompimento das ligações entre os átomos da
molécula de água para formar oxigênio e hidrogênio
requer uma quantidade considerável de energia.
II. a explosão da dinamite (uma mistura de
nitroglicerina, CƒHƒNƒO‰, e terra diatomácea)
fornece produtos tais como vapor de água, CO‚ e
outros, e muito calor.
III. a combustão da gasolina no motor de um carro é
exemplificada pela combustão do octano:
2 CˆHˆ(g) + 25 O‚(g) ë 16 CO‚(g) + 18 H‚O(g)
De acordo com os processos descritos, é correto
afirmar que:
(01)
para I tem-se: +, +, +.
(02)
para I tem-se: +, -, +.
(04)
para II tem-se : +, -, +.
(08)
para II tem-se: -, +, -.
(16)
para III tem-se: -, + -.
(32)
para III tem-se: +, +, -.
Soma ( )
7. (Ufrn 2001) Um estudante deveria propor, como
tarefa escolar, um processo de reciclagem de gás
carbônico (CO‚), um dos responsáveis pelo efeito
estufa. Admitiu, então, a possibilidade de ocorrer a
transformação dessa substância em metano, em
condições normais de temperatura e pressão, de
acordo com a equação a seguir:
CO‚(g) + 4 H‚(g) ë CH„(g) + 2 H‚O(Ø)
Para avaliar os sinais das variações de entropia (ÐS)
e entalpia (ÐH) da reação, o estudante usou as
informações contidas, respectivamente, na equação
acima e no quadro seguinte:
02) O aumento da temperatura favoreceria
termodinamicamente a produção de amônia gasosa.
04) Se hélio gasoso fosse adicionado a este sistema,
aumentaria a pressão total sobre os reagentes e
produtos, fazendo com que a produção de amônia
fosse diminuída.
08) A retirada parcial de hidrogênio gasoso do meio
reacional deveria diminuir a produção de amônia.
16) Se nitrogênio gasoso fosse injetado em excesso
neste sistema, haveria um aumento na produção de
amônia.
32) As reações acima mostradas são do tipo oxiredução, em que, no sentido direto, os átomos de N
sofrem redução.
Soma ( )
9. (Uece 99) Para avaliar o "grau de desordem" de
um sistema, os cientistas idealizaram uma grandeza
denominada ENTROPIA, usualmente designada por
S, tal que:
1. Aumento de DesordemëAumento de Entropia
ÐS > 0, ÐS = S(final) - S(inicial)
2. Aumento de OrdemëDiminuição de Entropia
ÐS < 0, S(final) < S(inicial)
A transformação em que ocorre diminuição de
ENTROPIA é:
Após esses procedimentos, concluiu corretamente
que:
a) ÐS < 0 e ÐH < 0
b) ÐS < 0 e ÐH > 0
c) ÐS > 0 e ÐH > 0
d) ÐS > 0 e ÐH < 0
8. (Ufpr 2000) Na natureza, a transformação de N‚
(gás), abundante na atmosfera, em amônia e no íon
amônio é realizada por bactérias que, por isto
mesmo, são chamadas de fixadoras de nitrogênio.
Este processo é essencial para a vida, pois se trata
do primeiro passo para que átomos de N possam
formar os aminoácidos. O homem consegue
produzir amônia industrialmente pelo processo
mostrado abaixo.
1/2 N‚(gás) + 3/2 H‚(gás) Ï NHƒ(gás)
K = 2,23 x 10¥ a 25,0 °C
ÐH = - 46,0 kJ/(mol de amônia) a 25,0 °C
ÐG = - 24,82 kJ/(mol de amônia) a 25,0 °C
Considerando o Princípio de Le Chatelier e o fato
de que a reação acima ocorre em um sistema
fechado, com volume constante, é correto afirmar:
01) A 25,0 °C, a reação de produção de amônia é
um processo espontâneo.
10. (Ufes 99) Acerca da reação abaixo,
H‚(g) + CO‚(g) ë H‚O(g) + CO(g),
à 25°C, 1atm
são feitas as seguintes afirmações:
I - a reação é espontânea a 25°C e 1atm;
II - um aumento na temperatura torna a reação mais
espontânea;
III - a entropia padrão do H‚ a 25°C é zero;
IV - a reação ocorre com absorção de calor.
Sendo dados
ÐS° (reação) = 42,4 J/mol.K
ÐHf (CO‚(g)) = - 393,5 kJ/mol
ÐHf (H‚O(g)) = - 241,8 kJ/mol
ÐHf (CO(g)) = - 110,5 kJ/mol,
estão CORRETAS as afirmações
a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV.
11. (Ime 96) Uma fábrica, que produz cal
(Ca(OH)‚), necessita reduzir o custo da produção
para se manter no mercado com preço competitivo
para seu produto.
A direção da fábrica solicitou ao departamento
técnico o estudo da viabilidade de reduzir a
temperatura do forno de calcinação de carbonato de
cálcio, dos atuais 1500K, para 800K. Considerando
apenas o aspecto termodinâmico, pergunta-se: o
departamento técnico pode aceitar a nova
temperatura de calcinação?
Em caso afirmativo, o departamento técnico pode
fornecer uma outra temperatura de operação que
proporcione maior economia?
GABARITO
1. [D]
2. 27 (1+2+8+16)
3. [C]
4. [C]
5. Sabendo que:
ÐG = ÐH - TÐS
Para a reação ser
espontânea temos
ÐG < 0,
logo ficamos com:
ÐH - TÐS < 0
- TÐS < - ÐH
TÐS > ÐH
Substituindo os dados
teremos:
T x 26,04 > 9713
T > 373 K (T > 100°C)
6. 25 (01+08+16)
7. [A]
8. V F F V V V
9. [B]
10. [D]
11. Não t = 1111 K
Em caso negativo, qual é a temperatura mais
econômica para operar o forno de calcinação?
Dados:
observações: desconsidere a variação das
propriedades com a temperatura.