Questõessobre Transformações Químicas e Energia
Há 30 anos, ocorreu um grave acidente em Goiânia,
quando uma cápsula de um equipamento abandonado,
contendo o isótopo radioativo do 137Cs, foi aberta. Em
poucos dias, diversas pessoas haviam sido contaminadas
pela radiação emitida, e as mais expostas vieram a óbito.
A respeito dos isótopos do elemento químico césio,
verifica-se que quando um nuclídeo do
emite uma partícula β, ocorre a formação do nuclídeo
emite uma partícula β , ocorre a formação do nuclídeo
emite uma partícula β , ocorre a formação do nuclídeo
emite uma partícula β, ocorre a formação do nuclídeo
emite uma partícula β, ocorre a formação do nuclídeo
O benzeno reage completamente com oxigênio, conforme
indicado na equação:
2 C6
H6 (l)
+ 15 O2 (g) → 12 CO2 (g) + 6 H2O (g); ∆H° = -6.600 kJ
Um volume, em mL, de benzeno foi reagido em excesso
de oxigênio produzindo -132 kJ de energia. Se a densidade do benzeno é 0,88 g mL-1
, o volume do hidrocarboneto
mais próximo daquele que reagiu foi
Dado
M (C6
H6
) = 78,0 g mol-1
O benzeno reage completamente com oxigênio, conforme indicado na equação:
2 C6 H6 (l) + 15 O2 (g) → 12 CO2 (g) + 6 H2O (g); ∆H° = -6.600 kJ
Um volume, em mL, de benzeno foi reagido em excesso de oxigênio produzindo -132 kJ de energia. Se a densidade do benzeno é 0,88 g mL-1 , o volume do hidrocarboneto mais próximo daquele que reagiu foi
Dado
M (C6
H6
) = 78,0 g mol-1
Observe a equação abaixo, que representa a calcinação de 1 mol de carbonato de cálcio
(massa molecular de 100 g x mol-1
) nas CNTP.
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
Que volume de CO2 será obtido, considerando o rendimento reacional de 80%?
Ao apagar-se a cal, conforme reação abaixo,
CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2 + 63,7 kJ
afirma-se que temos uma reação
Em museus, igrejas ou locais com materiais de decoração é comum ver objetos de prata com manchas escuras, formadas devido à reação química que ocorre com a prata e o enxofre presente no ar ou mesmo na pele do corpo. Para remover essas manchas, recorre-se a um procedimento de limpeza eletroquímica em que se mergulha o objeto de prata em um frasco de alumínio contendo solução aquosa de bicarbonato de sódio aquecida. O alumínio reage com o sulfeto, regenerando a prata com seu característico brilho metálico.
Observe as semirreações de redução para a prata e o alumínio juntamente com os seus potenciais padrão de redução:Ag+(aq) + e- -> Ag°(s) ε° = +0,80 V
Al3+ (aq) + 3 e- -> Al°(s) ε° = - 1,66 V
Na pilha formada por essas semi-reações,
Em museus, igrejas ou locais com materiais de decoração é comum ver objetos de prata com manchas escuras, formadas devido à reação química que ocorre com a prata e o enxofre presente no ar ou mesmo na pele do corpo. Para remover essas manchas, recorre-se a um procedimento de limpeza eletroquímica em que se mergulha o objeto de prata em um frasco de alumínio contendo solução aquosa de bicarbonato de sódio aquecida. O alumínio reage com o sulfeto, regenerando a prata com seu característico brilho metálico.
Ag+(aq) + e- -> Ag°(s) ε° = +0,80 V
Al3+ (aq) + 3 e- -> Al°(s) ε° = - 1,66 V
Células a combustível são opções viáveis para gerar energia
elétrica para motores e outros dispositivos. O esquema
representa uma dessas células e as transformações que nela
ocorrem.
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g) ΔH = -240kJ/mol de H2
A corrente elétrica (i), em ampère (coulomb por segundo),
gerada por uma célula a combustível que opera por
10 minutos e libera 4,80 kJ de energia durante esse período
de tempo, é
Note e adote:
Carga de um mol de elétrons = 96.500 coulom
Células a combustível são opções viáveis para gerar energia elétrica para motores e outros dispositivos. O esquema representa uma dessas células e as transformações que nela ocorrem.
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g) ΔH = -240kJ/mol de H2
A corrente elétrica (i), em ampère (coulomb por segundo), gerada por uma célula a combustível que opera por 10 minutos e libera 4,80 kJ de energia durante esse período de tempo, é
Note e adote:
Carga de um mol de elétrons = 96.500 coulom
Sob certas condições, tanto o gás flúor quanto o gás cloro
podem reagir com hidrogênio gasoso, formando,
respectivamente, os haletos de hidrogênio HF e HCℓ,
gasosos. Podese estimar a variação de entalpia (ΔH) de cada
uma dessas reações, utilizandose dados de energia de
ligação. A tabela apresenta os valores de energia de ligação
dos reagentes e produtos dessas reações a 25 °C e 1 atm.
Molécula H2 F2 Cℓ2 HF HCℓ
Energia de ligação (kJ/mol) 435 160 245 570 430
Com base nesses dados, um estudante calculou a variação
de entalpia (ΔH) de cada uma das reações e concluiu,
corretamente, que, nas condições empregadas,
Sob certas condições, tanto o gás flúor quanto o gás cloro podem reagir com hidrogênio gasoso, formando, respectivamente, os haletos de hidrogênio HF e HCℓ, gasosos. Podese estimar a variação de entalpia (ΔH) de cada uma dessas reações, utilizandose dados de energia de ligação. A tabela apresenta os valores de energia de ligação dos reagentes e produtos dessas reações a 25 °C e 1 atm.
Molécula H2 F2 Cℓ2 HF HCℓ
Energia de ligação (kJ/mol) 435 160 245 570 430
Com base nesses dados, um estudante calculou a variação de entalpia (ΔH) de cada uma das reações e concluiu, corretamente, que, nas condições empregadas,
a formação de HF(g) é a reação que libera mais energia.
Um estudante realizou um experimento para avaliar a
reatividade dos metais Pb, Zn e Fe. Para isso, mergulhou, em
separado, uma pequena placa de cada um desses metais em
cada uma das soluções aquosas dos nitratos de chumbo, de
zinco e de ferro. Com suas observações, elaborou a seguinte
tabela, em que (sim) significa formação de sólido sobre a
placa e (não) significa nenhuma evidência dessa formação:
A seguir, montou três diferentes pilhas galvânicas, conforme
esquematizado.
Nessas três montagens, o conteúdo do béquer I era uma
solução aquosa de CuSO4 de mesma concentração, e essa
solução era renovada na construção de cada pilha. O
eletrodo onde ocorria a redução (ganho de elétrons) era o
formado pela placa de cobre mergulhada em CuSO4 (aq).
Em cada uma das três pilhas, o estudante utilizou, no
béquer II, uma placa de um dos metais X (Pb, Zn ou Fe),
mergulhada na solução aquosa de seu respectivo nitrato.
O estudante mediu a força eletromotriz das pilhas, obtendo
os valores: 0,44 V; 0,75 V e 1,07 V.
A atribuição correta desses valores de força eletromotriz a
cada uma das pilhas, de acordo com a reatividade dos metais
testados, deve ser
Um estudante realizou um experimento para avaliar a reatividade dos metais Pb, Zn e Fe. Para isso, mergulhou, em separado, uma pequena placa de cada um desses metais em cada uma das soluções aquosas dos nitratos de chumbo, de zinco e de ferro. Com suas observações, elaborou a seguinte tabela, em que (sim) significa formação de sólido sobre a placa e (não) significa nenhuma evidência dessa formação:
A seguir, montou três diferentes pilhas galvânicas, conforme esquematizado.
Nessas três montagens, o conteúdo do béquer I era uma solução aquosa de CuSO4 de mesma concentração, e essa solução era renovada na construção de cada pilha. O eletrodo onde ocorria a redução (ganho de elétrons) era o formado pela placa de cobre mergulhada em CuSO4 (aq).
Em cada uma das três pilhas, o estudante utilizou, no béquer II, uma placa de um dos metais X (Pb, Zn ou Fe), mergulhada na solução aquosa de seu respectivo nitrato.
O estudante mediu a força eletromotriz das pilhas, obtendo os valores: 0,44 V; 0,75 V e 1,07 V.
A atribuição correta desses valores de força eletromotriz a
cada uma das pilhas, de acordo com a reatividade dos metais
testados, deve ser
Metal X
Pb - 0,44
Zn - 1,07
Fe - 0,75
Metal X
Pb - 0,44
Zn - 0,75
Fe - 1,07
Metal X
Pb - 0,75
Zn - 0,44
Fe - 1,07
Metal X
Pb - 0,75
Zn - 1,07
Fe - 0,44
Metal X
Pb - 1,07
Zn - 0,44
Fe - 0,75
• Dada a reação química balanceada, identifique a espécie que sofre
redução, a espécie que sofre oxidação, o agente redutor e o agente
oxidante e assinale a alternativa que apresenta a associação correta.
3 Cu(s) + 8HNO3(aq) → 3 Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(I)
• Dada a reação química balanceada, identifique a espécie que sofre redução, a espécie que sofre oxidação, o agente redutor e o agente oxidante e assinale a alternativa que apresenta a associação correta.
3 Cu(s) + 8HNO3(aq) → 3 Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(I)
sofre redução - HNO3
sofre oxidação - Cu
agente redutor - HNO3
agente oxidante - Cu
sofre redução - Cu
sofre oxidação - HNO3
agente redutor - Cu
agente oxidante - HNO3
sofre redução - Cu
sofre oxidação - HNO3
agente redutor - HNO3
agente oxidante - Cu
sofre redução - HNO3
sofre oxidação - Cu
agente redutor - Cu
agente oxidante - HNO3
Dados:
• Considerando uma pilha formada pelos eletrodos de alumínio e cobre, qual será o valor
de ∆E0
da pilha?
Dados:
O gás metano (CH4) é um dos combustíveis mais utilizados nas
residências de alguns bairros da cidade de São Paulo abastecidos
com gás encanado. Na combustão do metano com excesso de
oxigênio há liberação de energia e moléculas de água e de gás
carbônico. A quantidade de mol de moléculas de água produzida
na combustão completa de 1 mol de gás metano e a classificação
dessa reação quanto ao calor de reação são, respectivamente,
A variação de temperatura em uma região, ao longo do ano, é um fator determinante para a
adaptação dos seres vivos a este ambiente. Sabe-se que essa variação é fortemente influenciada
pela proximidade de grandes massas de água, de modo que na região litorânea ela é pequena
e no interior do continente ela é grande.
A propriedade física da água relacionada a esse fenômeno é o(a)
Os metais são materiais sólidos, opacos e bons condutores de calor e eletricidade.
Podem também ser transformados em lâminas, sendo usados para fabricar embalagens,
como o cobre, o estanho e o alumínio. Recipientes de alumínio são usados para acondicionar
bebidas como cervejas, sucos, refrigerantes etc. A produção desses recipientes de alumínio
segue um longo caminho, desde a extração do minério (bauxita) até a sua prensagem, quando
voltam para a fundição para serem reciclados. O quadro mostra um resumo do processo de
produção de latas de alumínio.
Minério → Beneficiamento → Eletrólise → Fundição → Laminação → Latas → Consumidor → Coleta → Prensagem
MUNHOZ, D.; MAFRA, N.; BAGGIO, A. E. A evolução da embalagem: informações para uma
nova geração de consumidores conscientes. Belo Horizonte: ECO, 2007 (adaptado).
Considerando o quadro, a etapa na qual o minério é transformado em alumínio puro é a
Os metais são materiais sólidos, opacos e bons condutores de calor e eletricidade. Podem também ser transformados em lâminas, sendo usados para fabricar embalagens, como o cobre, o estanho e o alumínio. Recipientes de alumínio são usados para acondicionar bebidas como cervejas, sucos, refrigerantes etc. A produção desses recipientes de alumínio segue um longo caminho, desde a extração do minério (bauxita) até a sua prensagem, quando voltam para a fundição para serem reciclados. O quadro mostra um resumo do processo de produção de latas de alumínio.
Minério → Beneficiamento → Eletrólise → Fundição → Laminação → Latas → Consumidor → Coleta → Prensagem
MUNHOZ, D.; MAFRA, N.; BAGGIO, A. E. A evolução da embalagem: informações para uma
nova geração de consumidores conscientes. Belo Horizonte: ECO, 2007 (adaptado).
Considerando o quadro, a etapa na qual o minério é transformado em alumínio puro é a
A maior parte da energia de nossos corpos provem de
carboidratos e gorduras. Os carboidratos se
decompõem em glicose, C6H12O6, no intestino.
Transportada pelo sangue, a glicose chega às células,
onde reage com o oxigênio numa sequência de
reações que levam à produção final de gás CO2, água
líquida e energia:
C6H12O6(s) + 6 O2 (g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(l)
Calcule a entalpia padrão de combustão da glicose
sabendo as entalpias padrão de formação:
∆Hf°(C6H12O6,s) = −1.268 kJ∙mol−1
∆Hf°(CO2,g) = −393,51 kJ∙mol−1 ∆Hf°(H2O,l) = −285,83 kJ∙mol−1
Calcule a entalpia padrão de combustão da glicose sabendo as entalpias padrão de formação:
−2.391 kJ∙mol−1
−3.166 kJ∙mol−1
O tipo de pilha mais utilizado em equipamentos
eletrônicos são as pilhas alcalinas. Elas são chamadas
de alcalinas por causa do tipo de eletrólito utilizado
(KOH). As reações que ocorrem em uma pilha alcalina
estão descritas nas equações abaixo.
I. Zn(s) + 2OH−
(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e−
,
E° = +1,26 V
II. 2MnO2(s) + H2O(l) + 2e− → Mn2O3(s) + 2OH−
(aq),
E° = +0,26 V
É correto afirmar sobre as pilhas alcalinas:
1) A reação (I) ocorre no ânodo; a reação (II) ocorre
no cátodo.
2) A concentração do eletrólito alcalino (KOH) é
mantida constante.
3) O potencial de cela (∆E°) desenvolvido através
da célula eletroquímica, envolvendo as duas
reações (I e II), será de +1,52 V.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):
I. Zn(s) + 2OH− (aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e− , E° = +1,26 V
II. 2MnO2(s) + H2O(l) + 2e− → Mn2O3(s) + 2OH− (aq), E° = +0,26 V
É correto afirmar sobre as pilhas alcalinas:
1) A reação (I) ocorre no ânodo; a reação (II) ocorre no cátodo.
2) A concentração do eletrólito alcalino (KOH) é mantida constante.
3) O potencial de cela (∆E°) desenvolvido através da célula eletroquímica, envolvendo as duas reações (I e II), será de +1,52 V.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):