3ª LISTA DE EXERCICIO FQ II

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FÍSICO-QUÍMICA II 
Prof. Ronaldo Costa 
 
3ª LISTA DE EXERCICIO 2016.1 
 
1a Questão: Sulfato de Cobre (II) ou Sulfato Cúprico é um composto 
químico cuja fórmula molecular CuSO4. Este sal existe sob algumas formas, 
que se diferem por seu grau de hidratação. A desidratação do sulfato de 
cobre (II) pode ser representada pela equação abaixo: 
CuSO4.5H2O(s)  CuSO4.H2O(s) + 4 H2O(g) 
Por análise termogravimétrica (TGA), observa-se as diferentes etapas 
neste processo: 
 
Qual a pressão de vapor de água em equilíbrio com o CuSO4.5H2O e o 
CuSO4.H2O a 25
oC? 
 
T(°C)  KJ/mol 
CuSO4.5H2O(s) -1880,050 
CuSO4.H2O(s) -918,220 
H2O(g) -228,6 
Obs: Considerar o vapor de água como um gás ideal. 
 
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2a Questão: Hidrocarbonetos na faixa da gasolina e do óleo diesel podem 
ser obtidos a partir do CO2 por meio da reação reversa de gás d’água 
(RWGS) acoplada à síntese de Fischer-Tropsch (FT). 
 
Na RWGS, a 973 K, a constante de equilíbrio a pressão constante é 0,64. 
a) Quanto valerá o Go da reação, a 973 K? 
 
b) Quais as frações molares e os mols dos reagentes e produtos 
no equilíbrio quando a reação se iniciar com 1 mol de hidrogênio 
e 1 mol de dióxido de carbono? 
 
3a Questão: A camada de ozônio (O3(g)) está situada principalmente numa 
altitude entre 20 km a 35 km da superfície do planeta, ficando na 
estratosfera (10 a 50 km). Esse gás também pode aparecer na composição 
da troposfera (10 km) em menor quantidade. A formação do ozônio se dá 
em duas etapas: primeiro o gás oxigênio (O2(g)) é decomposto pela 
radiação solar, depois os átomos de oxigênio livres reagem com o gás 
oxigênio, sob a ação da radiação ultravioleta (UV), formando o ozônio: 
 
 
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A radiação UV também pode quebrar as moléculas de ozônio e formar 
novamente as moléculas de oxigênio e átomos livres de oxigênio. 
Portanto, na estratosfera se estabelece o seguinte equilíbrio químico de 
formação e de decomposição do ozônio: 
3O2 (g)  2O3 (g) 
 
Para o ozônio a 25o C, Gof = 163,2 kJ/mol. 
 
a) Calcule a constante de equilibrio, Kp, para a reação a 25
o C. 
 
b) Admitindo que o avanço no equilibrio (e) seja muito menor 
que a unidade, mostre que  = (3/2)√p. Kp . 
Obs: 
Considere o número inicial de mol de O2 como sendo 3 e o de O3 como sendo zero 
 
c) Calcule Kx, a 5 atm. 
 
 
4a Questão: O metanol, ou ainda o álcool da madeira, pode ser preparado 
pela destilação seca de madeiras, seu processo mais antigo de obtenção, e 
de onde, durante muito tempo, foi obtido exclusivamente. Atualmente é 
obtido pela reação do gás de síntese (produzido a partir de origens fósseis, 
como o gás natural), uma mistura de H2 com CO passando sobre um 
catalisador metálico. A constante de equilíbrio, Kx é igual a 1,52 a 400K. 
Esta reação pode ser representada pela equação: 
CO(g) + 2 H2(g) → CH3OH(g) 
 
Num reator é injetado uma mistura com um mol de CO para cada mol de 
H2 . 
 
a) Qual o grau de avanço no equilíbrio? 
 
b) Qual a composição da mistura gasosa (fração molar) em 
equilíbrio sob pressão de 1 atm? 
 
 
 
 
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5a Questão: Deduza a partir da equação fundamental da termodinâmica 
(G = H – TS) uma relação matemática entre constantes de equilíbrio e 
temperatura 
 
6a Questão: O ácido iodídrico (HI) é uma molécula diatómica que quando 
se encontra no estado aquoso, é um ácido forte e um agente redutor. 
Podemos representar a síntese do ácido iodídrico a partir dos gases 
hidrogênio e iodo sublimado a partir da reação abaixo: 
H2(g) + I2(g)  2HI (g) 
a) Exprima a energia de Gibbs da mistura reacional em termos de 
avanço  admitindo que existam um mol de H2, um mol de I2 e 
zero mol de HI antes da reação avançar; 
 
b) Estabelecido o equilíbrio a partir das condições anteriores, a 
500 K, calcule Kp e a fração molar de HI para um sistema a 1 atm; 
 
c) Qual será a fração molar do HI a 500 K e 10 atm? JUSTIFIQUE 
SUA RESPOSTA. 
 
d) Calcule o H para a reação sabendo que: 
T (K) H (KJ/mol) 
721 50 
623 66,9 
 
Obs: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RESPOSTAS 
 
1a Questão: 
P = 8,38.10-3 atm 
 
2a Questão: 
a) Go = +3,61 KJ/mol 
 
b) 
 Xi nf (mol) 
H2 0,28 0,56 
CO2 0,28 0,56 
CO 0,22 0,44 
H2O 0,22 0,44 
 
3a Questão: 
a) Kp = 2,46 10
-29 
 
b)  = (3/2)√p. Kp . 
 
c) Kx = 2,46 10
-28 
 
4a Questão: 
a) = 0,19 
 
b) 
 Xi 
H2 0,4 
CO 0,5 
CH3OH 0,1 
 
5a Questão: 
Ln K2/K1 = H/R (1/T1 – 1/T2) 
 
6a Questão: 
a) G = 2oHI - 
o
H2 - 
o
I2 + RTln [(4
2)/(1 - 2 + 2)] 
 
b) Kp = 113,22 e XHI = 0,8 
 
c) XHI = 0,8 pois  = 0 
 
d) Go = 11,1 KJ/mol