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Química Geral 1 – 2011.1 – Segundo Exercício – 17/05/2011 
 
GABARITO 
 
1. a) Calcule a energia livre da reação N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) quando as 
pressões parciais de N2, H2 e NH3 forem 4,2 bar, 1,8 bar e 21 bar 
respectivamente, na temperatura igual a 400 K, sabendo que, nesta temperatura, 
a energia livre padrão de reação é –12,35 kJ/mol. 
b) Diga se esta mistura de reação está em equilíbrio. Caso não esteja em 
equilíbrio, diga se a mistura reacional favorece a formação de reagentes ou 
produtos. Justifique. 
(a) Gor = –RT ln K; –12350 Jmol
-1
 = – 8,3145 JK-1mol-1. 400 K . ln K; 
K = 41. 
18
)2,4()8,1(
)21(
3
2
3
2
22
3
























P
P
P
P
P
P
Q
NH
NH
 
 
Gr = G
o
r + RT ln Q 
Gr = –12350 J mol
-1
 + 8,3145 J K
-1
mol
-1
. 400 K . ln 18; Gr = – 2737 J mol
-1
 
ou –2,74 kJ mol-1 
(b) Como Q < K a reação não está no equilíbrio e tende a formar mais produtos 
até que o equilíbrio seja novamente atingido. Uma outra maneira de responder a 
letra (b) é verificar que Gr < 0 o que significa que a reação espontânea será a 
direta até que o equilíbrio seja atingido. Se a reação estivesse em equilíbrio Gr 
seria igual a zero. 
 
2. Considere a reação N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) em equilíbrio a 298 K. 
Num certo momento houve um aumento do volume da mistura de 400 mL para 
4,0 L. Sabendo que a temperatura permaneceu constante, responda: 
a) Escreva uma expressão para Q em função de K após o aumento do volume da 
mistura. 
b) O que acontecerá com a reação após o aumento do volume da mistura? 
 
O volume passou de 400 mL para 4000 mL, ou seja, aumentou 10 vezes. Como 
P e V são inversamente proporcionais a T constante, se V aumenta 10 vezes as 
pressões parciais serão 10 vezes menores a partir da perturbação do equilíbrio. 
Então, no equilíbrio: 
 
Após a perturbação: 
 
b) Como Q > K, a reação tenderá a formar reagentes, até que o equilíbrio seja 
novamente estabelecido. Outra maneira de responder a letra (b) é a seguinte: 
Como o volume aumentou, de acordo com o Princípio de Le Chatelier o sentido 
reacional preferencial será o de produzir o maior número de mols gasosos. No 
equilíbrio em questão, este sentido é o inverso. 
 
3. Uma amostra de 15,5 g de cloreto de metilamônio, CH3NH3Cl, foi dissolvida em 
água para preparar 450 mL de solução. Qual o pH da solução? 
 
A concentração do cloreto de metilamônio é dada por: 15,5 g/ 67,5 g.mol
-1
 = 0,23 mol; 
0,23 mol/0,45 L = 0,51 M. 
O cloreto de metilamônio é um sal de natureza ácida, formado pelo ânion cloreto, que é 
uma base conjugada de ácido forte e pelo cátion metilamônio, que é ácido (ácido 
conjugado de base fraca). Logo, o equilíbrio relevante nesta dissolução é: 
CH3NH3
+ 
(aq) + H2O(l) → CH3NH2(aq) + H3O
+
(aq) 
Não temos o Ka para esta reação, mas temos o Kb da metilamina, que é 3,6 x 10
-4
. Da 
expressão Ka x Kb = Kw, retiramos o valor da Ka para a reação: 
Ka = 10
-14
/3,6 x 10
-4
 = 2,78 x 10
-11
. 
Fazendo a tabela de equilíbrio: 
CH3NH3
+
(aq) + H2O(l) → CH3NH2(aq) + H3O
+
(aq) 
Início: 0,51 1 0 0 
Mudança: -x 1 + x + x 
Equilíbrio: 0,51-x 1 x x 
 
Da expressão 





















M
NHCH
M
OH
M
NHCH
Ka
1
][
1
][
1
][
33
323
 
Substituindo os valores: 
 
)51,0(
1078,2
2
11
x
x

 
 
Considerando aproximação: [CH3NH3
+
] equilíbrio = [CH3NH3
+
] inicial , temos: 
 
%1045,7%100
51,0
108,3
:%
108,3
)51,0(
1078,2
4
6
6
2
11






xçãodesprotona
x
x
 
A aproximação é valida uma vez que o % de desprotonação é menor que 5%. 
Esta é a concentração de íons hidrônio (H3O
+
) na solução. Para encontrar o valor do pH, 
basta substituir em pH = - log [H3O
+
] = - log 3,8 x 10
-6
 = 5,4. 
O pH da solução é 5,4. 
 
4. Um estudante adicionou 1,364 g de ZnCl2 a 500 mL de uma solução aquosa 
ajustada ao pH 8,0 a 298K. Será que ocorre a precipitação de Zn(OH)2? 
Justifique. 
Concentração de gerada: 
M
L
g
ZnCl 22 100,2
500,0
4,136
364,1
][ 







 
Para prevermos a direção em que uma reação ocorre podemos avaliar os valores 
de Q (quociente de reação) e K (constante de equilíbrio da reação). 
Nesse caso estamos avaliando o equilíbrio de solubilidade abaixo. A 
precipitação irá ocorrer quando o Q for maior do que a constante de equilíbrio 
(KPS). 
 
 
2
2
)(
2
0,1
][
0,1
][
)(
)()(
2
2
















M
OH
M
Zn
a
aa
K
OHZn
OHZn
PS
 
A concentração de OH
-
 será obtida a partir do pH da solução aquosa: 
 A 298K temos: 
MxOH
M
OH
pOH
pOHpOHpH
pOH 6100,110][
0,1
][
log
0,60,81414











 
17
14
262
2
2
100,2
100,2
)100,1()100,2(
0,1
][
0,1
][



















PS
PS
PS
Ke
Q
M
OH
M
ZnQ
 
O QPS é maior que o KPS, logo irá ocorrer a precipitação de Zn(OH)2. 
 
 
Dados: 
Massas molares: C= 12,0 g/mol; H= 1,0 g/mol; O = 16,0 g/mol; N = 14,0 g/mol; Zn = 65,4; 
Cl= 35,5; Kps Zn(OH)2 = 2,0 x 10
–17
; Kb CH3NH2 = 3,6 x 10
-4
; Kw = 10
-14
 
 
-1 -1 -1 -1R =8,314 J mol K =0,082 Latmmol K
, F = 9,65 x 10
4
 C mol
–1
;
 1 bar ≈1 atm; 1 C = 1 A. s; 1 J = 1 C. V 
U q w  
 H = U + PV G = H – TS q = CT PV = nRT 
extdw P dV 
 
extw P V 
 
2
1
ln
V
w nR T
V
 
   
 
 
revdqdS
T

 
2
1
ln
V
S nR
V
 
 
 
 
 
2
1
ln
T
T
S C
    
 
 
g
H U n RT    
 
)()( 000 reagentesXnprodutosXnX FormacaoFormacaor  
 
 
)()( 000 reagentesSnprodutosSnS mmr  
 
000
rrr STHG 
 
XpX log
 
wba KKK 
 
wpKpOHpH 
 
lnG G RT Q   
 
lnG RT K   
 
G n F E    
 
 
RT
nFE
K

ln
 
RT
E E lnQ
nF
 
  
 
 
0,025693
E E lnQ
n
 
  
 
 
Q i t 
 
Q n F
, 
v = k
 
   
0
A = A - k t
 
 
0
1
2 2
A
t
k

 
 
1
v = k A
 
   
0
ln A =ln A - k t
 
1
2
ln 2
t
k

 
 
2
v = k A
 
   
0
1 1
= k t
A A

 
 12
0
1
t
A k

 
  2
1 1 2
k 1 1
lnk = lnA ln =
k
Ea
a aRT
E E
k Ae
RT R T T
    
     
   