Lista de exercícios Físico Química

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Licenciatura em Química 
Disciplina: Físico-Química II 
Professor: Dr. Marcelo Dal Bó 
Lista de exercícios 
1) Adiciona-se iodeto de hidrogênio (HI) em um recipiente a 458°C. O HI se dissocia 
formando H2 e I2. Depois de estabelecido o equilíbrio a esta temperatura, são tomadas 
amostras que são analisadas. A [HI] encontrada é 0,421 mol·L
-1
, enquanto [H2] e [I2] 
são ambos 6,04·10
-2
 mol·L
-1
. Calcule o valor da constate de equilíbrio para a 
dissociação de HI a 458 °C. R: 2,06·10-2 
 
2) Para o equilíbrio 2NOCl(g) ↔ 2NO(g) + Cl2(g) o valor da constante do equilíbrio Kc é 
3,75·10
-6
 a 796ºC. Calcular Kp para essa reação nesta temperatura. R: 3,29·10
-4 
 
3) Para o equilíbrio 2H2S(g) ↔ 2H2(g) + S2(g), Kp = 1,18·10
-2
 a 1065ºC e 5,09·10
-2
 a 1200ºC. 
Calcular H
0
 para a reação. R: H0 = 177 kJ/mol 
 
4) A energia de Gibbs-padrão de formação da amônia a 25°C é -16,5 kJ·mol
-1
. Calcule o 
valor da constante de equilíbrio K nesta temperatura para a reação. R: 782,86 
 
5) 1 mol de HI é colocado num recipiente de 5 litros a 458ºC. Quais são as concentrações 
de HI, I2 e H2 depois de estabelecido o equilíbrio a esta temperatura? Dados: Kc = 
2,06·10
-2
. R: [H2] = [I2] = 2,24·10
-2
 mol/L e [HI] = 0,155 mol/L 
 
6) Suponha que 3 mol de HI, com 2 mol de H2 e 1 mol de I2, são colocados num recipiente 
de 1 litro a 458°C. Depois de estabelecido o equilíbrio, quais são as concentrações de 
todas as espécies? Kc para 2HI(g)  H2(g) + I2(g) é igual a 2,06·10
-2
 a 458°C. R: [H2] = 1,31 
mol·L
-1
; [I2] = 0,31 mol·L
-1
; [HI] = 4,38 mol·L
-1 
 
7) O Monóxido de Nitrogênio (NO) é um gás que reage com o oxigênio para formar o 
NO2, o qual é altamente venenoso. Porém, o ar que respiramos é praticamente 
constituído de N2 (79%) e O2 (21%) a 25ºC. Dadas as energias livres de Gibbs de 
formação do N2, O2 e NO, calcule a pressão parcial de NO que pode existir nessa 
temperatura, quando o sistema encontra-se em equilíbrio químico. Gf°(N2) = 0; 
Gf°(O2) = 0; Gf°(NO) = +86,6 kJ/mol. R: pNO = 2,69·10
-16
 atm 
 
8) Imagine que colocamos 3,12 g de PCl5 em um recipiente de 500 mL e que a amostra 
atingiu o equilíbrio com os produtos de decomposição tricloreto de fósforo (PCl3) e 
cloro (Cl2) em 250ºC, em que Kp=78,3. As três substâncias são gases em 250ºC. 
Encontre a composição da mistura no equilíbrio em mols por litro. R: pPCl5 = 0,02 atm; pPCl3 
= 1,26 atm; pCl2 = 1,26 atm 
 
9) Considere uma reação hipotética: A + B C + D. O gráfico da variação da 
concentração dos reagentes e produtos, em função do tempo, a uma dada 
temperatura, é mostrado abaixo. Calcule a constante de equilíbrio para a reação. R: K = 
16. 
 
 
10) Use o diagrama de fase do CO2 para descrever as mudanças de fase quando variam 
as seguintes condições: 
a) De 50 K para 350 K, a uma pressão de 1 bar. 
b) De 50 K para 350 K, a uma pressão de 10 bar. 
c) De 1 bar para 100 bar, a uma temperatura de 220 K. 
 
 
 
11) No diagrama de equilíbrio e fases do Carbono, calcule o grau de liberdade (variância) 
que se pode ter nos pontos indicados. 
 
 
 
12) Segundo o diagrama binário entre o Cu e Ni, responda: 
a) Qual a composição e a(s) fase(s) presentes no ponto “a”; 
b) Quando misturamos 53% de Ni com 47% de Cu, cite a temperatura de formação da 
primeira gota de líquido e a temperatura do desaparecimento da última gota de 
sólido; 
c) Quando misturamos 53% de Ni com 47% de Cu e elevamos a mistura até 1300ºC, cite 
as fases presentes na mistura, qual a quantidade de cada uma e a composição química 
delas. 
 
 
45% Ni 
55% Cu 
57% Ni 
43% Cu 
A 
 
13) Nomear as regiões dentro do diagrama binário abaixo. 
 
 
 
14) Considerando o diagrama equilíbrio de fases abaixo, responda: 
a) Em uma mistura com 95% de SiO2 e 5% de Feldspato potássico, qual a temperatura de 
formação do primeiro líquido? R: 990 ± 20ºC 
b) Em uma mistura com 40% de SiO2 e 60% de Feldspato potássico a uma temperatura de 
1050ºC mencione as fases presentes, calcule a quantidade delas e as composições 
químicas das mesmas; R: 100% Líquido; 40% de SiO2 e 60% de Feldspato potássico 
c) Em uma mistura que contem 80% de Feldspato Potássico e 20% de Sílica a uma 
temperatura de 1100ºC mencione as fases presentes, calcule a quantidade delas e as 
composições químicas das mesmas. R: L = 67,6% e K-Felds = 32,4%; L (29,5% SiO2 e 70,5% K-Feldsp) e 
Sólido (100% K-Feldsp) 
 
 
1100ºC 
1050ºC 
 
15) Considerando o diagrama equilíbrio de fases abaixo, responda: 
a) Em uma mistura com 10% de BeO e o restante de Alumina, qual a temperatura de 
formação do primeiro líquido? Caso eu utilize uma mistura usando 5% de BeO essa 
temperatura muda? Caso afirmativo, para quanto? R: T = 1850ºC; T = 1890ºC 
b) Em uma mistura com 35% de BeO e o restante de Alumina a uma temperatura de 
1800ºC mencione as fases presentes, calcule a quantidade delas e as composições 
químicas das mesmas; R: 3BeO.Al2O3 + BeO.Al2O3; 3BeO.Al2O3 = 68,75% e BeO.Al2O3 = 31,25% 
c) Em uma mistura que contem 40% de Alumina e o restante de BeO a uma temperatura 
de 2000ºC mencione as fases presentes, calcule a quantidade delas e as composições 
químicas das mesmas. R: L (70,3%) + BeO (29,7%); Sólido (100% BeO) e L (59% Al2O3 + 41% BeO) 
 
 
 
 
 
16) No diagrama de equilíbrio de fases abaixo mencione o que representam os pontos 
coloridos, ou seja, quais transformações ocorrem nesses pontos. 
 
17) No diagrama de equilíbrio de fases entre o Cu e a Ag abaixo, prediga como ficará 
formada a microestrutura do material no caso do resfriamento lento das 
composições indicadas pelas linhas pontilhadas. 
 
 
 
 
 
 
18) No diagrama abaixo, responda: 
a) A composição química dos pontos 1, 2 e 3; 
b) Fazendo uma mistura de igual proporção entre os pontos 1, 2 e 3, qual a composição 
química final e onde fica essa composição no diagrama ternário abaixo. 
 
 
 
19) De acordo com o diagrama triaxial abaixo, responda: 
a) Qual a composição dos pontos verde e vermelho indicados; 
b) Quanto de SiO2, Al2O3 e MgO deve ser misturado para formar a Forsterita. 
c) Quanto de SiO2, Al2O3 e MgO deve ser misturado para formar a Cordierita. 
 
 
 
20) Levando em consideração o diagrama ternário entre SiO2 – Al2O3 – CaO, responda: 
a) Quanto devo misturar de SiO2 – Al2O3 – CaO para formar o composto CaAl2Si2O8? 
b) Caso as matérias primas disponíveis sejam Argila (85% SiO2), Alumina calcinada (95% 
Al2O3) e Carbonato de Cálcio (90% CaCO3) quanto devo misturar dessas matérias-
primas para formar a Mellite? 
 
 
 
Gabarito: 
14) a) Ponto 1: Au = 71%; Cu = 2%; Ag = 27% Ponto 2: Au = 60%; Cu = 19%; Ag = 21% 
Ponto 3: Au = 48%; Cu = 14%; Ag = 38% 
b) Mistura de 33,33% do ponto 1, 2 e 3: Au = 59,7%; Cu = 11,6%; Ag = 28,6% 
 
15) a) Ponto Verde: SiO2 = 15%; Al2O3 = 39%; MgO = 46% 
b) Ponto vermelho: SiO2 = 74%; Al2O3 = 15%; MgO = 11% 
 
16) a) SiO2 = 50%; Al2O3 = 25%; CaO = 25% 
b) Para 100g, tem-se: Argila (85% SiO2) = 35,3g; Alumina calcinada (95% Al2O3) = 31,6g; 
Carbonato de Cálcio (90% CaCO3) = 79,3g