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CQ 112 Prof. Marcio Vidotti 2S de 2013 1 EXERCÍCIOS 01. Defina Energia Livre de Gibbs, qual sua importância para as reações químicas? Explique a figura abaixo: 02. A seguinte situação é a base para os próximos exercícios, admita sempre que os gases são perfeitos, ou ideais. Também utilize a tabela em anexo, cujos dados se encontram a 298,15 K. Composto, a 298 K fH 0 / kJ mol -1 Sm 0 / J K -1 mol -1 Octano. C8H18 (l) -249.9 361.1 O2 (g) 0 205.14 H2O (g) -241.82 188.83 CO2 (g) -393.51 213.74 a) Escreva a reação de queima do octano (reação com O2). Se em um pistão são adicionados 1,15 g deste combustível, qual a quantidade necessária de O2(g) para sua queima completa? b) Calcule quanto vale o H, S e G desta reação. c) Poderíamos calcular a troca de calor desta reação baseados nos valores de energia de ligação? Explique. d) Os valores de H e S encontrados são coerentes com a situação mostrada? Explique. e) Encontre o valor da constante de equilíbrio dessa reação. Seu valor é coerente com a situação apresentada? Explique. f) Qual a importância prática na perturbação do equilíbrio químico? Cite mais exemplos. 03. Descreva o equilíbrio químico e como este pode ser alterado mediante perturbações no sistema (composição, pressão e temperatura). Forneça exemplos. CQ 112 Prof. Marcio Vidotti 2S de 2013 2 04. Explique como o diagrama de Ellingham pode ser obtido. Admitindo a extração de cobre, alumínio e silício, explique para cada um quais seriam as melhores condições de obtenção do metal a partir dos respectivos óxidos, levando-se em consideração o composto redutor e a temperatura adequados. 05. Como o conceito dH = dqP se relaciona com dG? Eletroquímica 01. Qual a base termodinâmica para uma reação redox? No que se baseia a espontaneidade de uma reação eletroquímica? 02. Uma amostra aquosa contém determinada quantidade de Fe3+ que, para fins analíticos necessita ser reduzido para Fe2+. Em laboratório você possui os seguintes sais: permanganato de potássio e nitrato de sódio, qual desses poderia ser utilizado para a reação Fe3+ / Fe2+? Responda essa questão baseado nas tabelas de potenciais padrões fornecidas em aula, desenhe um diagrama energético (potencial e energia livre de Gibbs) das reações em questão. 03. Balanceie as reações mostradas abaixo (em meio ácido), para cada uma determine o potencial padrão e comente se a mesma é espontânea. Cl2(g) + S2O3 2- (aq) → Cl - (aq) + SO4 2- (aq) Fe2+(aq) + Cr2O7 2- (aq) → Fe 3+ (aq) + Cr 3+ (aq) C2H5OH(aq) + MnO4 - (aq) → Mn 2+ (aq) +CH3COOH(aq) As2S3(s) + NO3 - (aq) → H3AsO4(aq) + S(s) + NO(g) Cr3+(aq) + MnO2(s) → Mn 2+ (aq) + CrO4 2- (aq) Cl2O7(g) + H2O2(aq) → ClO 2- (aq) + O2(g) 04. Descreva o que são células galvânicas e eletrolíticas. Cite um exemplo para cada situação. 05. Monte um esquema de pilha, utilizando o exemplo dado em aula, Zn(s)|Zn 2+ (aq) 0,15 M||Cu2+(aq) 0,35M|Cu(s), indicando as semi-reações, identifique as reações de oxidação e redução e o potencial padrão da pilha e o potencial nas condições dadas. 06. Calcule o potencial-padrão das seguintes células galvânicas, segundo as reações, utilize a tabela de potenciais apresentada em aula. Ag+(aq) + Fe 2+ (aq) → Fe 3+ (aq) + Ag(s) 2 Cr2+(aq) + Cu 2+ (aq) → 2 Cr 3+ (aq) + Cu(s) Zn(s) + Fe 2+ (aq) → Zn 2+ (aq) + Fe(s) Sn2+(aq) + Pb 4+ (aq) → Sn 4+ (aq) + Pb 2+ (aq) Ag+(aq) + Cl - (aq) → AgCl(s) 07. Use os potenciais-padrão para se calcular as constantes de equilíbrio para as seguintes reações, a 298K. Utilize a tabela de potenciais fornecida em aula ou em outros livros. Mn(s) + Ti 2+ (aq) → Mn 2+ (aq) + Ti(s) 2 Fe3+(aq) + H2(g) → 2 Fe 2+ (aq) + 2 H + (aq) CQ 112 Prof. Marcio Vidotti 2S de 2013 3 Cr(s) + Zn 2+ (aq) → Cr 2+ (aq) + Zn(s) 08. Calcule a informação requerida das seguintes reações redox. Zn(s)|Zn 2+ (aq) 0,32 M||Cu2+(aq) 0,75M|Cu(s), E = ? Pb(s)|Pb 2+(aq, ?)||Pb2+(aq, 0.1 M)|Pb(s), E = 0.050 V 09. Monte o esquema de células para a eletrólise ígnea do NaCl, indicando os pólos, as reações redox e os produtos formados. Ainda neste exercício, qual o motivo de não realizarmos a eletrólise em ema solução aquosa? 10. Quantos mols de elétrons seriam necessários para se depositar 1.0 g de ouro em um eletrodo inerte? Assumindo que o tempo necessário para tal deposição seja 1000 segundos, qual a corrente elétrica obtida? Essa corrente é catódica ou anódica? 11. Imagine que você necessita titular uma solução 0.1 M de HCl, como eu poderia realizar esta titulação a partir da eletrólise da água? Explique. Exercícios numéricos CQ 112 Prof. Marcio Vidotti 2S de 2013 4