Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

As celas galvânicas com celas separadas podem ser representadas graficamente da seguinte maneira:

A⁰│A⁺ⁿ ║ B⁺ⁿ│B⁰

em que A⁰ e B⁰ são as espécies A e B reduzidas, A⁺ⁿ e B⁺ⁿ são as espécies A e B oxidadas, o símbolo │ corresponde à interface metal/solução, e a representação ║ é a ponte salina.

Considerando que pilhas com celas separadas necessitam de uma ponte salina para funcionar, a função dessa ponte salina no conjunto é de:

A pilha comum, também denominada pilha de Leclanché, é constituída por um cilindro de zinco separado do eletrodo central que consiste em grafite recoberto por dióxido de manganês, carvão em pó e uma pasta com cloreto de zinco e cloreto de amônio.

A equação global de funcionamento da pilha de Leclanché está representada a seguir.

Zn (s) + 2MnO₂ (aq) + 2NH₄⁺ (aq) → Zn²⁺ (aq) + Mn₂O₃ (s) + 2NH₃ (g) + H₂O ($\ell$)

Essa pilha não é recarregável e deixa de funcionar quando todo o dióxido de manganês é consumido.

Sobre o funcionamento da pilha de Leclanché, analise as afirmativas a seguir.

I. No anodo ocorre a oxidação do zinco, liberando dois elétrons.

II. No cátodo ocorre a redução do manganês, liberando dois elétrons.

III. No polo negativo, o íon amônio sofre oxidação.

Está correto o que se afirma em

Uma célula eletroquímica foi construída sem a utilização de uma fonte externa, com uma semicélula contendo um eletrodo de cádmio em solução de Cd²⁺ e outra semicélula contendo um eletrodo de níquel em solução de Ni²⁺. Da tabela de Potenciais Padrão de Redução, foram selecionadas as semirreações envolvidas no processo:

Cd²⁺ + 2e ⇌ Cd (s) E° = - 0,40 V

Ni²⁺ + 2e ⇌ Ni (s) E° = - 0,25 V

É correto afirmar

O sulfeto de hidrogênio é naturalmente oxidado pelo oxigênio do ar, conforme a reação representada a seguir:

2 H₂S(g) + 3 O₂(g) → 2 SO₂(g) + 2 H₂O(g)

A tabela reúne as entalpias de formação dos componentes da reação.

Portanto, a entalpia da reação, em kJ.mol^–1 de H₂S(g), é, aproximadamente,

Deseja-se construir um sistema eletroquímico contendo um catodo de cobre (no qual o metal estará imerso em uma solução aquosa de nitrato de cobre) e um anodo de alumínio (no qual o metal estará imerso em solução aquosa de sulfato de alumínio). Os dois eletrodos estarão conectados por uma ponte salina, contendo solução aquosa de nitrato de potássio e, externamente, por um fio de cobre condutor.

[Dados. Potenciais de redução padrão:

E⁰_Al3+|Al = -1,66 V; E⁰_Cu2+|Cu = +0,34 V.]

Nessas condições, analise as afirmativas a seguir a respeito desse sistema eletroquímico:

I. Será uma pilha, pois a reação esperada é espontânea.

II. A diferença de potencial esperada é 7,32V.

III. Será uma reação espontânea se um potencial externo de 2,00V for aplicado ao sistema.

Está correto o que se afirma em

Considere-se que, no processo de galvanização, o ferro seja coberto por uma camada de zinco. Nessa situação, o zinco é chamado de metal de sacrifício, pois será oxidado primeiro, porque apresenta maior potencial de oxidação que o ferro.

O físico Otto Hahn descobriu que, ao bombardear Urânio-235 com nêutrons, dois núcleos menores eram produzidos. A física Lise Meitner explicou o processo e o nomeou como fissão nuclear.

A fissão nuclear ocorre em cadeia e, além da formação dos dois núcleos menores, também nêutrons e energia são liberados de acordo com a reação a seguir.

${}_0^{1}n{+}_{92}^{235}U{\to }^{139}X{+}_{36}Y+2{}_0^{1}n+Energia$

Na reação apresentada, o número atômico de X e o número de massa de Y são, respectivamente,

Um marca-passo cardíaco é alimentado por uma pilha de lítio-iodo, que possui durabilidade em torno de 10 anos, sendo leve, segura e assemelhando-se a moedas bem pequenas. Dadas as suas semirreações e seus respectivos potenciais, pode-se prever que a diferença de potencial, em volt, de um marca-passo será equivalente a:

Li⁺_(s) + e^- → Li_(s) E^o = - 3,04 V

I_2(s) + 2e^- → 2 I^-_(s) E^o = + 0,54 V

Diborano $(B_2{H}_6)$ é um gás incolor com odor repulsivamente doce. Mistura-se facilmente com o ar formando uma mistura explosiva, pois sofre ignição espontaneamente em ar úmido à temperatura ambiente.

Considere os dados termoquímicos:

$B_2{H}_6(g)+3O_2(g)\to B_2{O}_3(s)+3H_{2}O(g)\Delta H^0=-1941kJmo{l}^{-1}$

$2B(s)+3/2O_2(g)\to B_2{O}_3(s)$ $\Delta H^0=-2368kJmo{l}^{-1}$

$H_2(g)+1/2O_2(g)\to H_{2}O(g)$ $\Delta H^0=-241,8kJmo{l}^{-1}$

A entalpia padrão de formação do diborano (em kJ mol^–1) é

O técnico responsável pelas aulas experimentais do laboratório de química foi designado a montar uma célula galvânica e medir o potencial eletroquímico dessa célula. Para isso, foram utilizadas placas metálicas (eletrodos) de prata imersas em solução de nitrato de prata e placas metálicas de cobre imersas em solução de nitrato de cobre (II). Cada solução estava em um béquer, sendo que as duas semicélulas foram unidas por uma ponte salina. Para medir o potencial eletroquímico, os dois eletrodos foram conectados a um voltímetro. Considerando que a operação dessa célula foi realizada sob condições padrão e diante dos dados fornecidos, é correto afirmar que

Dados: 𝚬^𝟎 𝐂𝐮^𝟐+/𝐂𝐮^𝟎 = +𝟎, 𝟑𝟒 𝐕; 𝚬^𝟎 𝐀𝐠+/𝐀𝐠^𝟎 = +𝟎, 𝟖𝟎 𝐕

As reações de oxirredução envolvem a transferência de elétrons entre as espécies químicas, o que é evidenciado pela mudança no número de oxidação (Nox) dos participantes da reação. Observe a reação abaixo.

Fonte da imagem: Modificado de Mundo Educação.

Nessa reação, o Zn0 é:

Os métodos analíticos instrumentais consistem na medida das propriedades físicas do analito, tais como potencial elétrico, razão massa/carga, absorção e emissão de radiação, resistência elétrica, entre outros. Associe a 1ª coluna com a 2º coluna e assinale a alternativa com a sequência correta:

1ª COLUNA

(1) potencial elétrico.

(2) razão massa/carga.

(3) absorção de radiação.

(4) emissão de radiação.

(5) resistência elétrica.

2ª COLUNA

( ) espectrometria.

( ) condutometria.

( ) espectroscopia.

( ) potenciometria e crono potenciometria.

( ) espectrofotometria e fotometria.

A sequência correta de cima para baixo é:

A temperatura e a mudança do estado físico não influenciam a variação de entalpia de uma reação química.

A eletroquímica trata da conversão da energia elétrica em energia química e viceversa. Nesse sentido, analise as assertivas abaixo:

I. As semi-reações expressam as duas contribuições (redução e oxidação) de uma reação redox incompleta.

II. Em uma célula galvânica, uma reação química espontânea libera elétrons da célula através do catodo, o sítio de redução, e os retira no anodo, o sítio de oxidação.

III. A corrosão dos metais, como, por exemplo, o enferrujamento, é um fenômeno eletroquímico.

IV. O potencial fornecido a uma célula eletrolítica deve ser no mínimo igual ao potencial de reação a ser invertida. Se existe na solução mais de uma espécie que pode ser oxidada, as espécies com os maiores potenciais de redução são, preferencialmente reduzidas.

Quais delas estão INCORRETAS?

Define-se como: A variação de entalpia (ΔH) em uma reação química que depende apenas dos estados inicial e final da reação que independe do número de reações.

A definição acima se trata da:

Na escala atômica, a transferência de energia na forma de calor pode ser representada como um processo no qual os movimentos térmicos vigorosos dos átomos do sistema empurram os átomos do sistema que se movem menos vigorosamente e transferem a ele uma parte de sua energia.

P. Atkins e L. Jones. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7.ª ed. Bookman Companhia, 2018, p. 654.

No contexto a que se refere o fragmento de texto anterior, a energia vibracional é

A entalpia de formação do propano pode ser obtida pela diferença entre ΔH_c° e a soma das entalpias padrão de formação dos produtos da reação de combustão mostrada.

Infere-se do texto que o tecnécio forma diferentes complexos estáveis que são utilizados na medicina nuclear.

A determinação do abaixamento crioscópico é bastante didática para a verificação das propriedades coligativas em disciplinas experimentais de físico-química. Em um experimento, foram realizadas duas leituras do ponto de congelamento de uma amostra de 5 mL de terc-butanol, uma antes e outra após a adição de hexano (M = 86 g/mol). O abaixamento crioscópico (∆T_f) observado após a adição de hexano foi de 4 K. Admita que a constante crioscópica do terc-butanol (K_f) seja 8,3 K ∙ kg ∙ mol⁻¹, que a densidade do terc-butanol seja 790 g/L, que a densidade do hexano seja 660 g/L e que ∆T_f = K_fb, em que b representa a molalidade do hexano no solvente terc-butanol.

Considerando-se o experimento descrito na situação hipotética em tela, é correto afirmar que o volume utilizado de hexano foi

O equipamento principal na soldagem oxiacetilênica é o maçarico. Esse equipamento mistura o gás oxigênio e o acetileno (C₂H₂) em proporções adequadas, produzindo uma chama quente o suficiente para soldar e cortar. Sabe-se que a ∆H⁰ de combustão completa do acetileno libera 1556 kJ/mol. Considere que 63 mg de água foi produzido no processo de combustão do gás acetileno.

Qual o valor mais próximo, em quilojoules, da energia liberada nesse processo?