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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS QUÍMICAS – LCQUI – DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL II - QUI01203 PERÍODO:2008/2 - PROF. SERGIO LUIS CARDOSO 5ª LISTA DE EXERCÍCIOS – ENTROPIA, SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA E ENERGIA LIVRE DE GIBBS 1) Explique porque a entropia de uma substância pura é zero a 0 K. 2) Qual o sinal da variação da entropia para cada um dos processos abaixo: a) Cristalização de um soluto a partir de uma solução b) evaporação da água c) AgCl sólido precipita a partir de uma reação entre AgNO3 e NaCl d) H2O (l) H2O (g) e) Ag+ (aq) + Cl- (aq) AgCl (s) f) 4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2Fe2O3 3) Porque é possível uma reação química ocorrer espontâneamente ainda que o ∆G0 da reação seja positivo? 4) Qual a relação entre ∆G0 e a velocidade comque os produtos são formados? 5) Se podemos considerar ∆H e ∆S quase independentes da temperatura, porque não podemos fazer o mesmo com ∆G? 6) O calor latente de fusão da água, a 0 0C, é 6,02 kJ/mol. Seu calor latente de vaporização é 40,7 kJ/mol, a 100 0C. Quais são os valores de DS para a fusão e para a ebulição de um mol de água? Explique porque ∆Svap é maior que ∆S de fusão. 7) Utilizando a tabela termodinâmica fornecida, calcule o ponto de ebulição do bromo líquido (isto e, a temperatura na qual o Br2(l) e o Br2(g) podem coexistir em equilíbrio um com o outro. 8) A energia livre padrão de formação da glicose é ∆G0f = -910,2 kJ/mol. Calcule ∆G0 para a reação: C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) 9) Qual a quantidade máxima de trabalho útil que pode ser obtida pela oxidação do propano, C3H8, de acordo com a equação: C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4H2O (g) Porque sempre usamos menos do que esta quantidade máxima de trabalho em qualquer processo real no qual usamos propano como combustível? 10) Calcular a variação de entropia quando 5,0 mol de um gás ideal se expandem, isotermicamente, até o dobro do volume inicial. 11) Em cada caso identifique a substância com a entropia mais elevada: a) 1 mol de H2 (g) nas CNTP ou 1 mol de H2 (g) a 100 0C e 0,5 atm b) 1 mol de H2O (s) a 0 0C ou 1 mol de H2O (l) a 25 0C 12) Calcular ∆S0 na reação da síntese do amoníaco a partir do N2 (g) e do H2 (g): N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) 13) Determinar a variação de energia livre padrão a 298 K da reação dos exercícios 8,9 e 12. 14) Determinar o sentido da variação de ∆G0 do da reação abaixo quando a temperatura se eleva N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) Calcular ∆GT a 500 0C, admitindo-se que ∆H0 e ∆S0 não se alterem com a temperatura. 15) Uma certa reação é espontânea a 330 K. A reação é endotérmica em 23 kJ. O que se pode concluir sobre o sinal e o módulo de ∆S para a reação? 16) O metanol, CH3OH, pode ser preparado pela reação entre o CO e o H2 CO (g) + 2 H2 (g) CH3OH (g) a) Calcular o ∆H0 e ∆S0 para esta reação b) Como o ∆G0 da reação deve variar com a elevação da temperatura? Proceder a reação em temperatura alta favorece ou desfavorece a reação em relação a formação de produto? c) Calcular ∆G0 da reação. d) Nas condições padrão a reação é espontânea? e) Calcular ∆GT a 500 K, admitindo-se que ∆H0 e ∆S0 variem muito pouco com a temperatura. f) Esta reação é espontânea a 500 K? 17) Os óxidos de nitrogênio são poluentes atmosféricos importantes. Faça o cálculo da variação de energia llivre da reação de dimerização do dióxido de nitrogênio. Indique se esta reação é espontânea ou não. Justifique sua resposta 2 NO2 (g) N2O4 (g) UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS QUÍMICAS – LCQUI – DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL II - QUI01203 PERÍODO:2008/2 - PROF. SERGIO LUIS CARDOSO
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