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Questão FC287489

A termodinâmica química é o estudo do papel que a energia exerce na transformação química e na determinação do comportamento dos materiais. Baseia-se em umas poucas leis que resume

Química

IDECAN · 2017

A termodinâmica química é o estudo do papel que a energia exerce na transformação química e na determinação do comportamento dos materiais. Baseia-se em umas poucas leis que resumem séculos de observações experimentais. Cada lei é enunciada a respeito da relação entre energia, calor, trabalho e temperatura.

 

De acordo com o exposto, analise as afirmativas a seguir.


(Considere: e56,5 = 3 x 1024.)


I.  A decomposição do carbonato de cálcio em óxido de cálcio é usada industrialmente para produção de dióxido de carbono CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g). A reação é endotérmica e tem ΔH° = 571 kJ. O valor de ΔE° para essa reação é 569 kJ.


II.  Quando ΔG° é positivo, a posição de equilíbrio fica próxima dos reagentes e pouca reação ocorre até que o equilíbrio seja alcançado.


III.  O dióxido de enxofre, que às vezes está presente no ar poluído, reage com o oxigênio quando passa sobre o catalisador nos conversores catalíticos de automóveis. O produto é o óxido SO3 muito ácido. Para esta reação, ΔG° = –1,40 x 102 kJ mol–1 a 25°C. O valor de Kp é 2 x1010.


Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

  1. III.
  2. I e II.
  3. I e III.
  4. II e III.
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Gabarito

B

Comentário do professor

I. Use a forma geral para variações de energia interna em reações: \( \Delta E^\circ = \Delta H^\circ - \Delta n\,RT\), onde \(\Delta n\) é a variação do número de mols de gás. Aqui, CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) ⇒ \(\Delta n = 1\). Tomando \(R=8{,}314\ \mathrm{J\,mol^{-1}K^{-1}}\) e \(T=298\ \mathrm{K}\), temos \(\Delta nRT = 8{,}314\times298 \approx 2{,}478\ \mathrm{J}\approx2{,}48\ \mathrm{kJ}\). Convertendo \(\Delta H^\circ=571\ \mathrm{kJ}\) em kJ e subtraindo: \(\Delta E^\circ\approx571-2{,}48=568{,}52\ \mathrm{kJ}\approx569\ \mathrm{kJ}\), conforme dado.

II. Relação entre energia livre e constante de equilíbrio: \(\Delta G^\circ = -RT\ln K\). Se \(\Delta G^\circ>0\), então \(\ln K<0\), logo \(K<1\). Isso indica que, em equilíbrio padrão, a mistura favorece os reagentes e ocorre pouca formação de produtos.

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