Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

Josiah Willard Gibbs foi a primeira pessoa a obter o título de Ph.D. em ciências em uma universidade norte-americana. Gibbs propôs uma nova função de estado, agora chamada energia livre de Gibbs.

A respeito da energia livre de Gibbs, quando um processo ocorreu à pressão e temperatura constantes, um químico fez as seguintes ponderações:

I. Se a variação da energia livre de Gibbs for negativa, a reação química será espontânea num sentido direto da equação química.

II. Se a variação da energia livre de Gibbs for nula, a reação química será não espontânea num sentido direto da equação química.

III. Se a variação da energia livre de Gibbs for positiva, a reação inversa será espontânea.

Estão corretas as ponderações

Uma pilha de concentração foi construída com duas semicélulas de zinco. A semirreação de oxidação do zinco na condição padrão é descrita a seguir:

Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2e^- E⁰ = +0,76 V

Inicialmente, na semicélula 1, a concentração da solução de íons zinco era igual a 1,5 mol/L e, na semicélula 2, a concentração de íon zinco era igual a 0,5 mol/L.

Dado: log3 = 0,5

Com base nessas informações, assinale com V as afirmativas verdadeiras e com F as falsas.

( ) No eletrodo da semicélula 2, encontra-se o catodo da pilha.

( ) No eletrodo da semicélula 1, encontra-se o polo negativo.

( ) A força eletromotriz da pilha é aproximadamente 0,75 V.

( ) Possivelmente, a pilha não funcionará, porque os eletrodos são um único elemento.

Assinale a sequência correta.

Efeitos da corrosão afetam moradores da Praia do Futuro

Só em 2016, a Enel trocou 125 postes e 28 transformadores, devido aos danos causados no local.

Corrosão da parede: maresia elevada

A informação de que a Praia do Futuro, em Fortaleza, tem a segunda maior propagação de maresia do mundo, perdendo apenas para o Mar Morto, em Israel, ainda não foi comprovado cientificamente. Entretanto, os efeitos da corrosão ocasionados por esse fenômeno natural continuam dando prejuízos aos proprietários de imóveis na região, que chegam a gastar até R$ 30 mil em manutenções para evitar danos maiores. Há também moradores que conseguem conviver com a maresia, sem ter maiores prejuízos, e acreditam que a região sofre especulação imobiliária, além de preconceito por parte da população[ ...].

Disponível em: http://diariodonordeste.verdesmares.com.br/editorias/metro/efeitos-da-corrosao-afeta-mmoradores-da-praia-do-futuro-1.1684128. Acesso em 01 fev. 2019.

O fenômeno da corrosão, ferrugem pode ser esquematizado conforme as reações de oxidação/reduções, conforme seus potenciais de redução:

2Fe²+ (aq) + 4e- → 2Fe(s) E° = -0,44 V

2H₂O(l) + O₂(g) + 4e− → 4OH⁻(aq) E° = + 0,40 V

A ddp para o processo da ferrugem descrito vale em volt:

Uma aproximação bastante difundida sobre a velocidade das reações químicas diz que a velocidade de uma reação realizada a 25°C duplica quando a temperatura se eleva em 10°C, para as mesmas concentrações de reagentes. Dessa forma, calcule a energia de ativação das reações que obedecem exatamente à afirmativa apresentada.

Dados: R = 8,31 J.K^-1.mol^-1; ln 2 = 0,7

Um estudante do IFMS montou uma cela galvânica (pilha) conforme esquema a seguir:

Legenda da figura: (A) placa de estanho, (B) solução aquosa contendo íons Sn²⁺, (C) placa de alumínio, (D) solução aquosa contendo íons Aℓ³⁺, (E) fio metálico, (F) resistência elétrica e (G) ponte salina.

Considerando os seguintes dados:

E°(Sn²⁺/Sn) = -0,14 V

E°(Aℓ³⁺/Aℓ) = -1,68 V

Durante o funcionamento da pilha, o estudante fez algumas afirmações:

I. A concentração de íons alumínio aumenta na solução da direita (D).

II. Na placa de alumínio ocorre a corrosão.

III. O fluxo de elétrons ocorre pelo fio metálico a partir da placa de estanho em direção à placa de alumínio.

IV. Na placa de estanho ocorre a redução.

V. A placa de estanho é o polo negativo da cela galvânica.

Dessas afirmações,

Dada a equação abaixo:

SnCl₂ + 2 HCl + H₂O₂ → SnCl₄ + 2 H₂O.

Analise as afirmações feitas acerca do processo de oxidoredução que ocorre nessa reação:

I. O estanho sofre redução.

II. O peróxido de hidrogênio é o agente oxidante.

III. O ácido clorídrico é o agente redutor.

IV. A variação do nox do estanho é de +2 para +4.

Estão corretas as afirmativas:

Em meio ácido ([H⁺]= 1 mol L-1 ), o diagrama de Latimer para o manganês é:

$M{n}^{2+}$ $M{n}^{+3}$ $Mn{O}_2$ $Mn{O}_4^{2-}$ $Mn{O}_4^{-}$

Uma solução ácida de permanganato reage com uma placa de zinco (E⁰ (Zn²⁺/Zn) = -0,76 V).

Em relação às afirmativas:

I. O potencial de redução padrão do permanganato é E⁰ = 1,06 V

II. A reação global balanceada que ocorreu é 5Zn + 8H⁺ + MnO₄^- $\to$ 5Zn²⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O

III. A reação balanceada de redução do permanganato é 8H⁺ + 5 e^- + MnO₄^- $\to$ Mn²⁺ + 4H₂O

Está (estão) correta(s)

Em um calorímetro de capacidade calorífica (constante do calorímetro) igual a 10 cal/ºC foram adicionados 8,15 mL de ácido sulfúrico concentrado e 100 gramas de água destilada. Ambas as substâncias estavam inicialmente a 25 ºC. Após a completa dissolução, verificou-se que o sistema apresentava temperatura igual a 40 ºC. Pode-se dizer que a quantidade de calorias liberadas por mol de ácido sulfúrico foi aproximadamente:

Dados:

Densidade do ácido sulfúrico: 1,84 g/mL

Pureza do ácido sulfúrico: 96%

Calor específico da solução final obtida: 0,92 cal/gºC

O astrônomo britânico Arthur Eddington cunhou o termo “seta do tempo” para distinguir uma direção no tempo nos fenômenos naturais, ou seja, o fato de que o estado 2 de um sistema macroscópico ocorre após o estado 1. Podemos afirmar que o valor da entropia do estado 2 de um sistema fechado que evoluiu a partir do estado 1:

Considere as semirreações e seus respectivos potenciais-padrão de redução, apresentados a seguir.

Pb²⁺_(aq) + 2e^- Pb_(s) → E°_red = - 0,127 V

Zn²⁺(aq) + 2e^- Zn_(s) → E°_red = - 0,762 V

Cu²⁺(aq) + 2e^- Cu_(s) → E°_red = + 0,339 V

Mn²⁺(aq) + 2e^- Mn_(s) → E°_red = - 1,182 V

Fe²⁺(aq) + 2e^- Fe_(s) → E°_red = - 0,409 V

A partir desses dados, assinale a alternativa em que o elemento químico é considerado o melhor agente redutor em reações redox espontâneas.

O calorímetro é um instrumento utilizado na medição de calor - também chamado de energia térmica - envolvido em uma mudança de estado de um sistema, que pode envolver uma mudança de fase, de temperatura, de pressão, de volume, de composição química ou qualquer outra propriedade associada com trocas de calor. No calorímetro da figura abaixo, que opera em volume constante, 1000 moléculas de glicose foram queimadas.

No que diz respeito aos tratamentos termoqulmlcos, é INCORRETO afirmar que:

A diferença entre a energia livre dos produtos e a energia livre dos reagentes em uma reação química, sob condições normais, é chamada de energia livre de Gibbs (Δ𝐆°). A figura abaixo mostra dois diagramas da coordenada de reação onde se pode observar a energia livre de Gibbs.

Figura - Diagramas da coordenada de reação. (Fonte: BRUICE, 2006).

Considere os dois diagramas da coordenada de reação para as reações 1 e 2 mostradas na figura e assinale a alternativa correta que descreve cada uma das reações.

Talvez o princípio da química tenha se dado pela descoberta do fogo e as primeiras noções de combustão já com os povos primitivos. A partir do desenvolvimento do conhecimento termoquímico muitas ideias e descobertas foram realizadas. Analise a reação de combustão do hexano:

C₆H₁₄ + O₂→ CO₂ + H₂O

Dados os valores de entalpia de ligação:

Marque a alternativa que apresenta o valor da combustão de 10g do hexano aproximadamente:

O metano é um gás incolor, sua molécula é tetraédrica e apolar, de pouca solubilidade na água e, quando adicionado ao ar se transforma em mistura de alto teor inflamável. As entalpias molares do CH₄(g), O₂(g), H₂O(l) e CO₂(g) valem, respectivamente: - 1650kJ/mol, - 497kJ/mol e -924kJ/mol, e -1604kJ/mol dessa forma o módulo do calor liberado na combustão de 1 mol de metano é:

Neste ano de 2019, foi realizada pelos alunos da EsPCEx uma prática no laboratório de química envolvendo eletrólise com eletrodos ativos conforme a descrição experimental:

- Num béquer de capacidade 100 mL (cuba eletrolítica) coloque cerca de 50 mL de solução aquosa de sulfato de cobre II de concentração 1 mol.L^-1. Tome como eletrodos uma barra fina de cobre e um prego de ferro. Ligue-os com auxílio de fios a uma fonte externa de eletricidade com uma corrente contínua de intensidade de 3 Ampères. Esta fonte tem capacidade para efetuar perfeitamente esse processo de eletrólise. O prego deve ser ligado ao polo negativo da fonte e a barra de cobre ao polo positivo da fonte. Mergulhe os eletrodos na solução durante 16 minutos e 5 segundos e observe.

Considere o arranjo eletrolítico (a 25 ºC e 1 atm) e o sal completamente dissociado, conforme visto na figura a seguir:

Dado: 1 Faraday (F) = 96500 Coulomb (C) / mol de elétrons

Na discussão apresentada nos relatórios dos diversos grupos de alunos, surgiram as seguintes afirmativas:

I – Na superfície do prego ocorreu a deposição de cobre metálico.

II – Durante o processo a barra de cobre se oxida.

III – A massa de cobre metálico que se depositou na superfície do prego foi de 2,45 g.

IV – A semi-reação de redução que ocorre no cátodo é Cu²⁺ + 2 e- Cuº.

V – A reação global é Fe²+ + Cuº Feº + Cu²

Assinale a alternativa que apresenta todas as afirmativas corretas, dentre as listadas acima.

Isótopos radioativos de oxigênio foram utilizados em dois experimentos. No primeiro, foram utilizados para marcar moléculas de dióxido de carbono, enquanto no segundo, esses isótopos foram utilizados para marcar moléculas de água. Em ambos os experimentos, as moléculas marcadas com o isótopo radioativo foram fornecidas a plantas para a realização da fotossíntese.

Após a utilização das moléculas marcadas, pode-se afirmar que os seguintes resultados foram obtidos: