Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

Considere uma reação química para a qual ∆H = 100 kJ e ∆S = 50 J K^-1. Assinale a alternativa que representa CORRETAMENTE uma situação na qual a reação será espontânea.

O urânio-235 (²³⁵U) é utilizado como combustível em diversos tipos de reatores nucleares de fissão para a produção de energia elétrica, sendo esses reatores projetados para induzir e sustentar uma reação nuclear em cadeia lenta e controlada. A equação 1 ilustra uma das possíveis reações nucleares de fissão induzida que ocorrem com o ²³⁵U, enquanto que a equação 2 ilustra a reação de decaimento nuclear do antimônio-131 (¹³¹Sb), um dos diversos produtos gerados pela fissão do ²³⁵U, até a formação de um núcleo estável de xenônio-131 (¹³¹Xe).

Equação 1: ²³⁵₉₂U + ¹₀n -> ¹⁴³₅₄Xe + ⁹⁰_XY + 3¹₀n

Equação 2: ¹³¹₅₁Sb -> ¹³¹₅₂Te + W -> ¹³¹₅₃I + W -> ¹³¹₅₄Xe + W

Nas equações acima, X, Y, W e o tipo de decaimento nuclear ilustrado na equação 2 são, respectivamente:

O esquema representativo de uma pilha de Daniell é exemplificado a seguir.

$Z{n}^{+2}\left(aq\right)+2e{}^{-}\rightleftharpoons Zn\left(s\right)E°=-0,76V$

$C{u}^{+2}\left(aq\right)+2e^{-}\rightleftharpoons Cu\left(s\right)E°=0,34V$

Assinale a opção correta que substitui os números mostrados no esquema.

Alguns núcleos são instáveis e tendem a sofrer decaimento até que um núcleo mais estável seja formado. Esses núcleos decaem uma série de etapas e dão origem a uma série radioativa. Na figura a seguir, está mostrado o decaimento do ²¹⁸Po até ²⁰⁶Pb.

Com relação a decaimento, considere as seguintes equações:

1. $\begin{array}{c}218\\ 84Po\end{array}$ $\to$ $\begin{array}{c}214\\ 82Pb\end{array}$ $+$ $\begin{array}{c}4\\ 2\end{array}$ $\alpha$

2. $\begin{array}{c}210\\ 84Po\end{array}\to$ $\begin{array}{c}206\\ 82Pb\end{array}+$ $\begin{array}{c}0\\ -1\end{array}$ e

3. $\begin{array}{c}210\\ 82Po\end{array}\to$ $\begin{array}{c}210\\ 83Bi\end{array}+$ $\begin{array}{c}0\\ -1\end{array}$ e

4. $\begin{array}{c}218\\ 83Bi\end{array}\to$ $\begin{array}{c}210\\ 84Po\end{array}+$ $\begin{array}{c}4\\ 2\end{array}$ $\alpha$

São equações de decaimento:

A reação química representada a seguir corresponde à combustão do etanol a 20 ^oC:

C₂H₆O _(l) + 3 O_{2 (g)} → 2 CO_{2 (g)} + 3 H₂O _(g)

Três grandezas termodinâmicas associadas à essa reação são:

ΔH = variação de entalpia

ΔS = variação de entropia

ΔG = variação da energia livre de Gibbs

Analisando-se a reação em relação a essas grandezas, constata-se que

Em relação à análise de nitrato dissolvido em água, que se fundamenta na dosagem do íon nitrito obtido por redução quantitativa dos íons nitratos presentes na amostra, considere as seguintes afirmativas:

I. A transformação do íon NO₃^- em NO₂ - envolve uma reação de oxidação, em que são envolvidos três elétrons, e assim o N passa da valência 5⁺ para 2⁺.

II. A redução do NO₃^- é efetuada mediante a passagem da amostra por uma coluna redutora preenchida com grãos de cádmio tratados com solução cúprica.

III. A reação de redução independe do metal usado no redutor do pH da solução e da atividade da superfície do metal.

IV. O cádmio presente na coluna gradativamente consumido durante a passagem da amostra pode perder sua eficiência de redução durante grandes pausas de utilização da coluna redutora.

V. Uma solução de NH₄Cℓ é utilizada como tamponante, complexante e ativadora do sistema redox, na coluna redutora.

Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas.

Eletrodos de prata/cloreto de prata são amplamente utilizados em Potenciometria para registros de pH e de potencial do meio. Uma das características desse eletrodo é

A reação global da pilha no estado padrão e seu valor do potencial padrão da pilha são, respectivamente,

A notação padrão de uma pilha de Daniel composta por zinco e cobre, considerando-se os potencias padrões de redução à 25ºC, E⁰_Zn²⁺= -0,76V e E⁰_Cu²⁺ = +0,34V, será

O rompimento de uma adutora de 700 mm de diâmetro na tarde de quinta-feira do dia 22 de março de 2018, localizada no quilômetro 59 da via marginal da Anhanguera, afetou o abastecimento de água em alguns bairros de Jundiaí (SP).

(Adaptado de: https://g1.globo.com)

Esse evento pode ocorrer devido à corrosão eletroquímica. Em tubulações de ferro é adequado fazer proteção catódica, utilizando ânodos fixados na tubulação que fica submersa no solo.

Considere os seguintes potenciais de redução, a 25,0 °C:

Fe²⁺(aq) + 2 e⁻ $\rightleftharpoons$ Fe(s) E^o = −0,440 V

Cu²⁺ (aq) + 2 e⁻ $\rightleftharpoons$ Cu(s) E^o = +0,337 V

Sn²⁺ (aq) + 2 e⁻ $\rightleftharpoons$ Sn(s) E^o = −0,136 V

Ni²⁺ (aq) + 2 e⁻ $\rightleftharpoons$ Ni(s) E^o = −0,250 V

Co²⁺ (aq) + 2 e⁻ $\rightleftharpoons$ Co(s) E^o = −0,277 V

Zn²⁺ (aq) + 2 e⁻ $\rightleftharpoons$ Zn(s) E^o = −0,763 V

O metal mais apropriado como ânodo é o

Em laboratório, a determinação do calor de combustão de compostos químicos pode ser realizada através do uso de uma bomba calorimétrica.

Na queima completa de uma amostra sólida 0,50 g de glicose, C₆ H₁₂O₆ , (180,15 g.mol^–1), numa bomba calorimétrica gerando certo aumento de temperatura na bomba calorimétrica. Depois que a reação terminou, foi determinado que, para produzir eletricamente o mesmo aumento de temperatura, foram necessários 7.793,50 J.

Calcule o calor molar de combustão da glicose.

Os potenciais padrão de redução, determinados mediante processos eletroquímicos, podem ser empregados para prever a espontaneidade de reações, mesmo quando essas não constituem pilhas ou baterias.

Observe a tabela a seguir

Com base na tabela, considere as reações abaixo.

I) Ba(NO₃)₂ + 2 Ag → 2 AgNO₃ + Ba

II) 2 Al(NO₃)₃ + 3 Co → 3 Co(NO₃)₂ + 2 Al

III) 3AgNO₃ + Al → Al(NO₃)₃ + 3 Ag

Ocorre reação espontânea em:

A descarga de água subterrânea (Submarine Groundwater Discharge – SGD) tem sido considerada um importante elo entre o continente e o oceano, pois, além de carrear uma parcela considerável de água doce, a SGD é uma importante fonte de elementos para a zona costeira. Traçadores geoquímicos naturais, como o rádio (Ra), tem sido considerados uma excelente ferramenta para estudos que envolvam esse processo, pois, além das águas subterrâneas serem enriquecidas por esse elemento, este apresenta comportamento conservativo e suas constantes de decaimento permitem relações que possibilitam a estimativa dos fluxos subterrâneos. Os isótopos do rádio (²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁶Ra e ²²⁸Ra) possuem tempos de meia-vida, respectivamente, iguais a:

Dados: Constantes de decaimento ²²³Ra= 0,06 dias^-1; ²²⁴Ra= 0,19 dias^-1; ²²⁶Ra= 0,43 10^-3 anos^-1 e ²²⁸Ra= 0,12 anos^-1.

Fórmula: λ = 0,693 / t½

Em que: λ = Constante de decaimento

t½ = Tempo de meia-vida

Um técnico em química realizou a determinação das entalpias de combustão (ΔHº) de três combustíveis:

Com base nesses dados, são feitas as seguintes afirmativas:

I. O poder calorífico do Propano é maior que do Octano.

II. A queima de um mol de Metano absorve cerca de 50 kJ de energia.

III. A energia proveniente da queima de 1 kg de Metano é cerca de 2,8 vezes menor que a energia da queima de 1 kg de Propano.

Assinale a alternativa em que toda(s) a(s) afirmativa(s) está(ão) CORRETA(S):

Soluções de peróxido de hidrogênio são normalmente empregadas para fins estéticos. Sua concentração é expressa em volumes e comercialmente recebe o nome de “água oxigenada”. A determinação da concentração do peróxido nesta solução pode ser realizada por permanganometria (reação 1). Este valor pode ser expresso em “volumes”, conforme rótulos do produto comercial, podendo ser calculado de acordo com reação 2 .

Reação 1: 5 H₂O_{2 (aq)}+ 2 MnO₄²⁺ _(aq) + 6 H⁺ _(aq)$⟶$ 5 O_2(g) + 2 Mn²⁺ (aq)+ 8 H₂O_(l)

Reação 2: 2 H₂O_{2 (aq)} $⟶$ 2 H₂O_(l) + O_2(g)

Com relação às informações dadas, podemos afirmar que:

I. A determinação de peróxido é um método complexiométrico.

II. A expressão da concentração, em volumes decorre da auto protólise do peróxido.

III. Na reação de permanganometria, o peróxido de hidrogênio é o agente redutor.

IV. Para este procedimento deve ser empregado um indicador metalocrômico.

V. A expressão “volumes de água oxigenada” se deve à geração de oxigênio na sua decomposição.

Estão CORRETAS apenas as afirmativas:

Uma máquina térmica opera em ciclos gerando um trabalho de W = 200 J/ciclo, absorvendo uma quantidade de calor Q_H = 1000 J/ciclo de uma fonte quente (T_H = 500 K) e rejeitando Q_C = 800 J/ciclo em uma fonte fria (T_C = 200 K).

Determine se o ciclo é reversível ou irreversível, e calcule a variação de entropia no Universo, em J/K, a cada realização de um ciclo acima.

A radioterapia é um método capaz de destruir células tumorais por meio da aplicação de radiação ionizante oriunda de um radioisótopo, como o Co⁶⁰ , cujo tempo de meia-vida é de 5,3 anos.

Se um equipamento de radioterapia hospitalar contiver 1 kg de Co⁶⁰, quanto tempo levará para ter sua massa radioativa reduzida a 12,5% do seu valor inicial?

Considere as seguintes semirreações:

Fe³⁺ + e- ⇌ Fe²⁺ _______________________E⁰ = 0,770 V

MnO₄ - + 5e^- + 8H⁺ ⇌ Mn²+ + 4H₂O________ E⁰ = 1,51 V

Acerca dessas semirreações, considere as afirmações a seguir:

I – A reação acontecerá de forma espontânea entre Fe³+ e MnO₄^- na proporção estequiométrica de 5 para 1.

II – O potencial padrão para a reação global será 2,28 V.

III – Em uma titulação entre as duas espécies, o potencial do ponto de equivalência será apenas dependente dos potenciais padrão das semirreações e do pH do meio.

IV – O íon permanganato é um agente redutor mais fraco que o íon hidrogênio.

Em relação a essas afirmativas, estão CORRETA

A reação de combustão completa do etanol (C₂H₅OH) produz gás carbônico (CO₂) e água (H₂O). Dada a tabela abaixo, de calores de formação das espécies químicas, e considerando a reação de combustão completa desse álcool, são feitas as seguintes afirmativas:

I – O agente oxidante dessa reação é o O₂.

II – O coeficiente estequiométrico da água, após o balanceamento da equação, é 2.

III – Considerando a densidade do etanol 0,8 g/mL (25 ºC; 1 atm), a combustão completa de 1150 mL desse composto libera aproximadamente 27360 kJ.

IV – A quantidade de calor liberada na combustão de 1 mol de etanol é de 278 kJ·mol^-1.

Das afirmativas feitas estão corretas apenas