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Lista de exercícios 3 de Físico-Química I – prof. Ourides 1. Determine ∆𝐺? para a reação 𝐶(D) + 𝐶𝑂H(I) → 2𝐶𝑂(I), dados: ∆N𝐻? = 172,459 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙, ∆N𝑈? = 169,981 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙 e ∆N𝑆? = 175,87 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙. A reação é espontânea? 2. No seu ponto de fusão, os dados para KF são: 𝑆e? = 163,582 𝐽. 𝐾gh𝑚𝑜𝑙gh para o líquido, 𝑆e? = 139,536 𝐽. 𝐾gh𝑚𝑜𝑙gh para o sólido e ∆lmD𝐻nohhph q? = 27,196 𝑘𝐽.𝑚𝑜𝑙gh. Determine ∆lmD𝐺nohhph q? . 3. Considere o 𝐶𝑆H. A t=25 °C, ∆lsNe𝐻e? = 89,70 𝑘𝐽.𝑚𝑜𝑙gh para o 𝐶𝑆H(I) e ∆lsNe𝐻e? =117,36 𝑘𝐽.𝑚𝑜𝑙gh para o 𝐶𝑆H(u) e 𝑆e? = 237,84 𝐽. 𝐾gh𝑚𝑜𝑙gh para o 𝐶𝑆H(I) e 𝑆e? =151,34 𝐽. 𝐾gh𝑚𝑜𝑙gh para o 𝐶𝑆H(u). Calcule o valor de ∆wxy𝐺?. Qual das formas do 𝐶𝑆H é mais estável a t=25 °C? 4. Considere a reação: 𝐹H(I) → 2𝐹(I). Na temperatura T=1000 K, alguns valores termodinâmicos para essa reação são ∆N𝐺? = 38,634 𝑘𝐽 e ∆N𝑆?126,172 𝐽. 𝐾gh. Calcule ∆N𝐻noh??? q? . a. O que significa o símbolo ∆N𝐻noh??? q? ? b. A reação é espontânea a T=1000 K e em condições padrão? c. Em T=4000 K, ∆N𝐺? = −350,006 𝑘𝐽 e ∆N𝑆?131,885 𝐽. 𝐾gh. Calcule ∆N𝐻no??? q? . d. O que ocorre com a espontaneidade da reação nessa temperatura? Qual é o fator determinante da espontaneidade em cada caso? 5. A variação máxima da energia de Gibbs para uma mistura ideal ternária ocorre para 𝑥 = 0,333. Determine o valor de ∆e D𝐺? a t=25 °C no preparo de um mol de solução. 6. Um mol de oxigênio gasoso a p=1 atm e t= 0 °C foi comprimido de modo isotérmico de V=22,71 L para V=2,25 L. Calcule o ∆𝐺 deste processo, admitindo gás ideal. 7. Um gás monoatômico ideal se expande de p=1,000 atm, V=24,8 L e T=298 K em recipiente evacuado. O volume final foi V=49,6 L. Calcule q, w, ∆𝑈, ∆𝐻, ∆𝑆 e ∆𝐺 para este processo. 8. Na temperatura de t=25 °C, ∆lsNe𝐺? = −33,56 𝑘𝐽.𝑚𝑜𝑙gh para o 𝐻H𝑆(I). Calcule o valor de ∆lsNe𝐺? a p=0,500 atm e em p=10,00 atm. Em qual pressão o valor de ∆lsNe𝐺? = 0? 9. A densidade do grafite é 2,25 𝑔. 𝑐𝑚gp e a do diamante é de 3,51 𝑔. 𝑐𝑚gp. Sabendo que ∆𝐺noH? = 2,900 𝑘𝐽 para a reação 𝐶INxl → 𝐶 xex. Determine a pressão na qual grafite e diamante estão em equilíbrio na temperatura dada acima. 10. Durante a dissolução do NaCl em água, a solução se torna levemente resfriada ao toque, conforme indica a reação: 𝑁𝑎𝐶𝑙(D) 𝑁𝑎𝐶𝑙(x); ∆Dsu𝐻? = 3,88 𝑘𝐽. Qual é o sinal de ∆Dsu𝑆?? Calcule o valor de ∆Dsu𝐺?, e o valor de ∆Dsu𝑆?, sabendo que ∆lsNe𝐺xu()? =−384,138 𝑘𝐽.𝑚𝑜𝑙gh e que ∆lsNe𝐺xu()? = −393,133 𝑘𝐽.𝑚𝑜𝑙gh. 11. Calcule o valor da constante de equilíbrio para a reação: 𝐶𝑂(I) + 1/2𝑂H(I) → 𝐶𝑂H(I), sabendo que ∆N𝐺noH q? = −257,191 𝑘𝐽.𝑚𝑜𝑙gh. 12. Qual é o valor da razão entre a constante de equilíbrio calculada acima e a constante de equilíbrio da reação: 2𝐶𝑂(I) + 𝑂H(I) → 2𝐶𝑂H(I)? 13. A partir dos valores de pressão parcial (obtidos em duas medidas) dados na tabela abaixo, para T=731 K, calcule a constante de equilíbrio para a reação: 𝐻H(I) + 𝐼H(I) →2𝐻𝐼(I). p(𝐻H)/atm p(𝐼H)/atm p(𝐻𝐼)/atm Medida 1 0,27618 0,06438 0,9387 Medida 2 0,10027 0,10306 0,7176 14. Calcule a constante de equilíbrio de isomerização do dicloroeteno: 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 1,2 −𝑑𝑖𝑐𝑙𝑜𝑟𝑜𝑒𝑡𝑒𝑛𝑜 → 𝑐𝑖𝑠 1,2 𝑑𝑖𝑐𝑙𝑜𝑟𝑜𝑒𝑡𝑒𝑛𝑜, sabendo que ∆lsNe𝐺? = 27,34 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙gh para o isômero trans e ∆lsNe𝐺? = 22,11 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙gh para o isômero cis. Qual é a relação entre as concentrações dos dois isômeros no equilíbrio? 15. A constante de equilíbrio de autoionização da água (𝐾ª) foi determinada em várias temperaturas, com valores dados na tabela abaixo. Escreva a reação de autoionização da água. Determine os valores de ∆N𝐻noH q? e ∆N𝑆noH q? para a reação. Dados: t/°C 0 25 40 60 𝐾ª 1,15x10-15 1,00x10-10 2,95x10-14 9,55x10-14 16. Uma das etapas do metabolismo da glicose é sua transformação em ácido lático, conforme o processo: 𝛼, 𝛽 − 𝐷 − 𝑔𝑙𝑖𝑐𝑜𝑠𝑒 𝑎𝑞 → 2á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑙á𝑡𝑖𝑐𝑜(𝑎𝑞). A t=25 °C, a constante de equilíbrio da reação acima é de 𝐾 = 1,35𝑥10gH. Calcule o valor de K na temperatura fisiológica de t=37 °C, admitindo que ∆N𝐻? é constante nessa faixa de temperatura. 17. Para a equação 𝐵𝑟H(I) → 2𝐵𝑟(I), alguns valores de constante de equilíbrio são: Keq=38,4 a T=2400 K e Keq=84,7 a T=2600 K. Determine ∆N𝐺?, ∆N𝐻?, ∆N𝑆? e Keq em T=2500 K.
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