Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

Considere a seguinte equação:

KC$\ell$O₃ + 3HNO₂ → KC$\ell$ + 3HNO₃

Na reação de oxirredução representada pela equação dada, a fórmula do agente redutor e o número de oxidação do elemento no composto que resultou da semirreação de oxidação são:

Em uma pilha cujo eletrodo padrão de hidrogênio fosse acoplado a uma semicélula que contivesse o eletrodo de cobre, o hidrogênio funcionaria como cátodo da pilha.

Um processo industrial para a obtenção de etanol consiste na reação de adição entre eteno e água. Os valores de energia de ligação referentes a esses compostos estão representados a seguir.

A variação de entalpia, em kJ mol^-1, da reação correspondente a esse processo industrial é

No dia 09 de maio de 2015, por volta das 13h, a equipe do Corpo de Bombeiros foi acionada para ocorrência de desabamento de uma ponte no Município de Pedra Branca. Mais de 20 cavalos morreram e 4 pessoas ficaram feridas. Com o auxílio da equipe de mergulho do Corpo de Bombeiros, os animais mortos foram removidos. Segundo o laudo do Conselho Regional de Engenharia e Agronomia de Sergipe, a corrosão dos cabos metálicos de sustentação foi a causa do desabamento da ponte. Considerando os processos eletroquímicos, analise as informações a seguir.

Fe²⁺_(aq) + 2e^-$\to$ Fe_(s) E°red = - 0,44 V

Zn²⁺_(aq) + 2e^-$\to$ Zn_(s) E°red = - 0,76 V

-------O_2(g) + 4H⁺_(aq) + 4e^-$\to$ 2H₂O_(I) E°red = 1,23 V

Considerando a imagem e os valores de E°_red fornecidos, é CORRETO afirmar que a substância que sofrerá oxidação será:

O cobre-64 é usado, na forma de acetato de cobre(II), no tratamento de tumores cerebrais.

Considerando que a meia-vida desse radioisótopo é de 13,0 horas, a quantidade que sofreu desintegração, após 2 dias e 4 horas, de uma amostra com 12,00mg de acetato de cobre(II) será, aproximadamente, de

No final do século XIX, cientistas evidenciaram experimentalmente que alguns núcleos atômicos, denominados nuclídeos, se fragmentavam emitindo radiação. A sequência de etapas envolvidas no decaimento de um nuclídeo é denominada série radioativa. A figura a seguir ilustra a série radioativa de decaimento do Urânio-238, que termina no Chumbo-206.

$\begin{array}{c}238\\ 92\end{array}U\to \begin{array}{c}234\\ 90\end{array}Th\to \begin{array}{c}234\\ 91\end{array}Pa\to \begin{array}{c}234\\ 92\end{array}U\to \begin{array}{c}230\\ 90\end{array}Th\to \begin{array}{c}226\\ 88\end{array}Ra\to \begin{array}{c}222\\ 86\end{array}Rn\to \begin{array}{c}218\\ 84\end{array}Po\to \begin{array}{c}214\\ 82\end{array}Pb\to \begin{array}{c}214\\ 83\end{array}Bi\to \begin{array}{c}214\\ 84\end{array}Po$

$\downarrow$

$\begin{array}{c}206\\ 82\end{array}Pb\leftarrow \begin{array}{c}210\\ 84\end{array}Po\leftarrow \begin{array}{c}210\\ 83\end{array}Bi\leftarrow \begin{array}{c}210\\ 82\end{array}Pb$

Nessa série radioativa de decaimento, a quantidade de partículas emitidas foi de:

A alimentação é uma das atividades mais importantes e complexas para os seres humanos, estudos consideraram alimentos como abacate, acelga, couve-flor, cebola entre outros, como sendo ricos em enxofre e podem escurecer talheres de prata. Este fenômeno é descrito na equação: 4 Ag + 2 H₂S + O₂ → 2 Ag₂S + 2 H₂O.

A respeito desta informação pode-se afirmar que:

O ácido cinâmico é utilizado na indústria de perfumes e pode ser obtido a partir do óleo de canela. Algumas plantas também produzem esse ácido a partir da fenilalanina, eliminando amônia. A formação do ácido cinâmico partindo da fenilalanina é representada, simplificadamente, como:

A tabela a seguir apresenta os valores de energias das ligações:

Utilizando os valores das energias das ligações fornecidos, a variação de entalpia envolvida na transformação da fenilalanina em ácido cinâmico representada, em kJ mol^-1, corresponde a:

“Em sua busca pela pedra filosofal, os alquimistas do século XIV tornaram-se os primeiros a compreender a natureza dos ácidos. O único ácido conhecido pelos antigos fora o ácido acético fraco do vinagre (...) Pouco depois de 1300, o Falso Geber descobriu o vitríolo. Ali estava um líquido que parecia dissolver, corroer quase todas as coisas e reagir com elas!”

“Além do ácido sulfúrico, o Falso Geber descreveu também como fazer ácido nítrico forte.”

STRATHERN, Paul. O Sonho de Mendeleiev - A verdadeira história da Química. 2002. Zahar.

Os métodos usados por alquimistas, ainda que rudimentares, permitiram o isolamento de ácidos acético, lático, sulfúrico e nítrico. O último, conhecido na época como água forte, se destacava pela “assombrosa capacidade de dissolver quase tudo, exceto ouro”.

[Dados: Potenciais de Redução Padrão:

$2H^{+}+2e^{-}\to H_2$ E⁰ = 0,00 V

$N{O}_3^{-}+4H^{+}+3e-\to NO+2H_{2}O$ E⁰ = 0,96 V

$N{O}_3^{-}+2H^{+}+e-\to N{O}_2+H_{2}O$ E⁰ = 0,80 V

$C{u}^{2+}+2e\to Cu$ E⁰ = 0,34 V]

Tomando o cobre como exemplo, a capacidade do ácido nítrico dissolver esse metal deve ser, à luz do conhecimento atual, justificada pela

O tetranitrato de pentaeritritol (PETN) é um composto de estrutura cristalina amplamente utilizado para fins militares, como explosivo secundário de detonadores. A reação de sua detonação pode ser descrita pela equação a seguir.

C₅H₈N₄O₁₂ (s) → 4 H₂O (g) + 3 CO₂ (g) + 2 N₂ (g) + 2 CO (g)

As entalpias padrão de formação (∆$H_0^f$), a 1 atm e 298 K, são informadas na tabela a seguir.

A partir desses dados, é correto concluir que a variação de entalpia para a reação de detonação de PETN, a 1 atm e 298 K, é

O carbureto de cálcio (CaC₂) é uma substância utilizada em processos industriais de soldagem, na produção de acetileno, de fertilizantes e de plásticos. Este composto pode ser produzido em altas temperaturas por meio da reação do óxido de cálcio com carvão, na qual o monóxido de carbono também é produzido.

Considere os valores das entalpias de formação do óxido de cálcio (–636kJ), do monóxido de carbono (–111kJ) e do carbureto de cálcio (–63kJ).

A variação de entalpia da reação de produção do carbureto de cálcio é igual a

É correto concluir que, na pilha montada por Alessandro Volta, a quantidade de cobre metálico aumentou e a concentração de íons Zn⁺² diminuiu na solução ao longo da reação.

Sabe-se que a corrosão é um exemplo de processo eletroquímico que ocorre em duas reações: a primeira com a remoção de elétrons da superfície do material e a segunda com o fornecimento desses elétrons formando camadas de óxidos. Analise as afirmativas a seguir e dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F).

( ) Na oxidação do ferro exposto ao tempo, no anodo ocorre a reação 𝐹𝑒 → 𝐹𝑒²+ + 2𝑒⁻ e no catodo ocorre a reação 𝑂₂ +4𝐻⁺ + 4𝑒⁻ → 2𝐻₂𝑂.

( ) Uma forma de proteger a oxidação do ferro e fazer uma proteção catódica, é usar um metal de sacrifício como o magnésio. Isso ocorre pois o ferro possui um potencial de redução mais negativo que o magnésio.

( ) A proteção de superfícies metálicas da corrosão independe do meios corrosivos existentes, sendo o meio corrosivo, um fator secundário da corrosão.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.

$S{O}_{2}C{l}_2$ sofre decomposição térmica em fase gasosa, formando $S{O}_2$ e $C{l}_2$:

$S{O}_{2}C{l}_2(g)\to S{O}_2(g)+C{l}_2(g)$

A reação é conduzida em reator fechado, de 2,5L, contendo inicialmente 0,05 mol de $S{O}_{2}C{l}_2$, a 600K. Dessa forma, a pressão inicial é de 1atm, totalmente devido ao reagente.

A reação segue cinética de primeira ordem, na qual o tempo de meia-vida, a 600K, é igual a 4,1h.

O tempo no qual a pressão total do sistema terá atingido um aumento de 87,5% é

A energia pode ser definida como a capacidade da matéria de realizar trabalho. A energia pode ser classificada em energia cinética e energia potencial. A energia potencial resulta da posição de um objeto e inclui:

O grafite e o diamante são formas cristalinas de um único elemento químico. Ambos são feitos do mesmo elemento, ou seja, são formas alotrópicas do carbono. Apesar de serem compostos do mesmo elemento, o diamante é o mineral mais duro conhecido pelo homem e o grafite é um dos mais suaves. No entanto, a combustão do grafite e do diamante apresenta valores de variação da entalpia muito próximos. Considere as equações químicas a seguir:

C_grafite + O₂ (g) → CO₂ (g) ∆H = – 393,5 kJ mol^–1

C_diamante + O₂ (g) → CO₂ (g) ∆H = – 395,4 kJ mol^–1

Qual a variação de entalpia necessária, em quilojoules para converter um mol de grafite em diamante?

A corrosão de metais pode ser classificada em: eletroquímica, química e eletrolítica. Dentre estas, a corrosão eletroquímica é o tipo mais comum, como exemplificada no processo de corrosão do ferro metálico (Fe⁰) em presença de oxigênio (O₂) e umidade (H₂O):

Fe⁰_(s) → Fe⁺² + 2 e^–

2 H₂O + 2 e^– → H₂ + 2 OH^–

Fe⁺² + 2 OH^– → Fe(OH)2

4 Fe(OH)₂ + 2 H₂O + O₂ → 4 Fe(OH)₃

2 Fe(OH)₃ → 2 Fe₂O₃.H₂O + 2 H₂O

Considerando as equações do processo de corrosão eletroquímica do ferro metálico, assinale a alternativa que apresenta corretamente a equação global balanceada do referido processo.

Analise as equações químicas abaixo e assinale a alternativa que NÃO apresenta uma reação de oxirredução.

“Em 1836, o cientista John Frederic Daniell (1790-1845) construiu uma pilha formada por dois eletrodos separados em duas semicelas. Um dos eletrodos era formado por uma placa de zinco metálico (Zn(s)) mergulhada em uma solução contendo cátions zinco (Zn2+ (aq)), como uma solução de sulfato de zinco (ZnSO4 (aq)). Já o segundo eletrodo era formado por uma placa de cobre metálico (Cu(s)) mergulhada em uma solução contendo cátions cobre (Cu2+(aq)), como uma solução de sulfato de cobre (CuSO4 (aq)). Esses dois eletrodos eram interligados por um circuito externo, com uma lâmpada, cujo acendimento indicaria a passagem de corrente elétrica” (Fonte: Manual da Química). Sobre o tema, analise a Figura 5 abaixo:

Figura 5

Além do acendimento da lâmpada, outras mudanças ocorreram no sistema, como a corrosão da placa de zinco. Essas ocorrências são resultado de reações de:

A quantidade de calor Q trocada por certa massa de fluido m, estimada por Q = m$c_p$ΔT, em que $c_p$ representa o calor específico a pressão constante, terá o mesmo valor para uma dada variação de temperatura (ΔT), independentemente de a unidade de temperatura associada a ΔT ser Celsius (°C) ou Kelvin (K).