Listas de Físico-Química Resolvidas

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Lista de Química Resolvidas
Módulo I
Lista 1
1.Calcule a pressão em que se encontra submetida uma amostra contendo 1 mol de isobutano a 20 °C:
a) Ocupando um volume de 10 litros:
· considerando comportamento de gás ideal (em unidades de atm)? Resposta
 (3 casas decimais)
· considerando comportamento de um gás de van der Waals, com a = 12,8 atm·L2·mol-2 e b=0,1142 L·mol-1? Resposta
 (3 casas decimais)
b) Ocupando um volume de 1 litro:
· considerando comportamento de gás ideal (em unidades de atm)? Resposta
 (3 casas decimais)
· considerando comportamento de um gás de van der Waals, com a = 12,8 atm·L2·mol-2 e b=0,1142 L·mol-1? Resposta
 (3 casas decimais)
2.Calcule a massa molecular de uma substância gasosa se 2,48 g da mesma ocupam, em condições normais, 455 mL. Considere comportamento de gás ideal. Expresse seu resultado em unidade de g·mol-1.
(sem casas decimais)
Resposta:
3.Qual a pressão que uma pessoa de 70 kg exerce sobre uma balança de banheiro, quadrada, de 30 cm por 30 cm? Expresse o seu resultado em unidades de atm.
(3 casas decimais)
Resposta:
4.Uma mistura de ciclopropano e oxigênio pode ser utilizada como anestésico. Se as pressões parciais do ciclopropano e do oxigênio são respectivamente 200 e 550 torr, numa alíquota de 1 litro a 25 C qual será: a massa molar média da mistura e o número de móis e a massa de cada substância numa alíquota de 1 litro?
· a massa molar média da mistura (em unidades de g·mol-1)? Resposta
 (2 casas decimais)
o número de móis de ciclopropano? Resposta
 (3 casas decimais)
· o número de móis de oxigênio? Resposta
 (3 casas decimais)
· a massa de ciclopropano (em unidades de g)? Resposta
 (3 casas decimais)
· a massa de oxigênio (em unidades de g)? Resposta
 (3 casas decimais)
Lista 2
1.O trabalho feito pelos rins para transferir 0,1 mol de uréia do plasma para os rins é de 259 cal. Converta esse valor para unidades S.I. Expresse o seu resultado em unidades de J.
(1 casa decimal)
Resposta:
2.Uma fatia de pizza de queijo fornece 180 kcal. Sabendo-se que a energia despendida em exercicios como uma caminhada suave ou natação é de, respectivamente, 10 e 30 kJ por minuto, calcule o tempo necessário para se "queimar" essa quantidade de energia na prática de:
· uma caminhada suave (em unidades minutos)? Resposta
 (sem casas decimais)
natação (em unidades de minutos)? Resposta
 (sem casas decimais)
3.Usando cálculos termodinâmicos é possível relacionar o trabalho efetuado e o calor produzido em processos diversos, não obstante a ausência de ligação entre eles. Um homem de 30 anos de idade e 70 kg produz 3600 kcal de calor em 24 horas, trabalhando como pedreiro durante 8 horas e jogando boliche nas horas vagas. Se o calor liberado é usado para elevar a temperatura de 200 kg de água inicialmente a uma temperatura de 25 C, qual a temperatura final da água? Expresse o seu resultado em unidades de °C.
(sem casas decimais)
Resposta:
4.Sabendo que os calores específicos da água e do ferro são, respectivamente, 1 cal·K-1·g-1 e 0,107 cal·K-1·g-1, dado que seja fornecido 1kJ de energia quanto irão aquecer 100 g de:
· água (em unidades de °C)?Resposta
 (2 casas decimais)
· ferro (em unidades de °C)?Resposta
 (2 casas decimais)
Lista 3
1.Qual o trabalho realizado pelo sistema em uma expansão isotérmica de 1 mol de um gás ideal, a 27 C, partindo de um estado inicial de pressão igual a 1 atm e chegando-se a um estado final de pressão 0,2 atm, supondo que a expansão se dê:
· em uma única etapa irreversível contra uma pressão externa de 0,2 atm (em unidades J)? Resposta
 (sem casas decimais)
· em duas etapas irreversíveis sucessivas, contra pressões externas de 0,6 atm e 0,2 atm (em unidades de J)? Resposta
 (sem casas decimais)
· em quatro etapas irreversíveis sucessivas, contra pressões externas de 0,8 atm, 06 atm, 0,4 atm e 0,2 atm (em unidades de J)? Resposta
2.Um mol de um gás ideal diatômico, inicialmente a 25 °C e 1 atm de pressão sofre uma expansão adiabática reversível até que sua pressão se torne 0,2 atm. Qual o valor do:
· Do Calor trocado (em unidades de J)? Resposta
 (1 casa decimal)
· Do Trabalho (Termoelástico) trocado (em unidades de J)? Resposta
 (1 casa decimal)
· Da variação de Energia Interna (em unidades de J)? Resposta
 (1 casa decimal)
· Da variação de Entalpia (em unidades de J)? Resposta
 (1 casa decimal)
3.Sabendo que o calor envolvido na vaporização de 1 mol de água a 100 C é 9720 cal, qual a massa de água (em unidades de gramas) que pode ser aquecida de 0 C a 100 C utilizando-se a mesma quantidade de calor necessária para vaporizar 30 g de água a 100 C, considerando que o calor específico da água permanece constante e igual a 1,0 cal·g-1·K-1 em todo o intervalo de temperatura?
(0 casas decimais)
Resposta:
4.Um cubo de gelo de 25 g à 0 °C é adicionado a 200 ml de água a 20 °C no interior de uma garrafa térmica. Sabendo que a entalpia de fusão do gelo a 0 °C e 1 atm de pressão é 6020 J·mol-1:
· O gelo fundirá Resposta
.
Qual a temperatura final do sistema (em unidades de °C)? Resposta
 (1 casa decimal)
Módulo II
Lista 4
1.A temperatura de um calorímetro eleva-se 2,2052 C pela passagem de uma corrente elétrica por um aquecedor. Sabendo-se que a energia elétrica envolvida é de 3532,7 J, qual a capacidade calorífica do calorímetro?  Expresse sua resposta em unidades de J·K-1.
(sem casas decimais)
Resposta:
2.A partir dos seguintes dados:
Entalpia de atomização do carbono grafite: 716,7 kJ·mol-1
Entalpia de ligação H-H: 436 kJ·mol-1
Entalpia de ligação O=O: 497 kJ·mol-1
Entalpia de ligação C-H: 412 kJ·mol-1
Entalpia de ligação C-C: 348 kJ·mol-1
Entalpia de ligação C=O: 743 kJ·mol-1
Entalpia de ligação C-O: 360 kJ·mol-1
Entalpia de ligação O-H: 463 kJ·mol-1
entalpia de vaporização ácido acético: 61,9 kJ·mol-1
Qual a entalpia de formação do ácido acético líquido? Expresse sua resposta em unidades de kJ·mol-1.
(1 casa decimal)
Resposta:
3.A bactéria Acetobacter suboxidans pode obter energia para o seu crescimento oxidando etanol, primeiramente para acetaldeído e depois para ácido acético conforme as reações:
C2H5OH(l) + ½O2(g) → CH3CHO(l) + H2O(l)
CH3CHO(l) + ½O2(g) → CH3COOH(l)
Sabendo que os calores de combustão a 20 °C e 1 atm para o etanol, acetaldeído e ácido acético são -327,6, -279,0 e -209,4 kcal·mol-1 respectivamente:
·  Qual o ΔH (a 20 °C e 1 atm) para a 1ª reação apresentada acima? (em unidades de kcal·mol-1)? Resposta
 (1 casa decimal)
· Qual o ΔH (a 20 °C e 1 atm) para a 2ª reação apresentada acima? (em unidades de kcal·mol-1)? Resposta
 (1 casa decimal)
4.A partir dos dados da seguinte tabela:
CH3COOH(l) + C2H5OH(l) → CH3COOC2H5(l) + H2O(l)
	Substância
	CH3COOH(l)
	C2H5OH(l)
	CH3COOC2H5(l)
	H2O(l)
	ΔH°f,298K(kJ·mol-1)
	-484,5
	-277,7
	-479,0
	-285,8
	CP,298K (J·mol-1·K-1)
	124,3
	111,5
	170,1
	75,3
Responda:
·  Qual a entalpia da reação a 25 °C? (em unidades de kJ·mol-1)? Resposta
 (1 casa decimal)
· Qual a entalpia da reação a 35 °C? (em unidades de kJ·mol-1)? Resposta
 (1 casa decimal)
Lista 5
1.A partir dos dados da seguinte tabela:
CH3COOH(l) + C2H5OH(l) → CH3COOC2H5(l) + H2O(l)
	Substância
	CH3COOH(l)
	C2H5OH(l)
	CH3COOC2H5(l)
	H2O(l)
	S°298K(J·mol-1·K-1)
	159,8
	160,7
	259,4
	69,9
	CP,298K (J·mol-1·K-1)
	124,3
	111,5
	170,1
	75,3
Responda:
·  Qual a variação de entropia da reação a 25 °C? (em unidades de J·mol-1·K-1)? Resposta
 (1 casa decimal)
· Qual a variação de entropia da reação a 35 °C? (em unidades de J·mol-1·K-1)? Resposta
 (1 casa decimal)
2.Sabendo-se que a capacidade calorífica molar a pressão constante da água líquida é de 75,291 J·mol-1·K-1, suponha a mesma constante no intervalo de temperatura de 0 °C a 100 °C e calcule qual será a variação de entropia de um mol de água líquida que seja aquecido nesse intervalo de temperatura sob pressão constante. Expresse sua resposta em unidades de J·mol-1·K-1.
(1 casa decimal)
Resposta:
3.Dado que 1 mol de água (líquida!) supergelada a -5 C é congelada nesta mesma temperatura, decomponha esse processo numa sequência de 3 etapas: aquecimentoda água líquida de -5 C a 0 C, congelamento da água a 0 C, resfriamento do gelo de 0 C a -5 C.
Sabendo que o calor de fusão molar da água é de 1437 cal·mol-1, e que as suas capacidades caloríficas molares a pressão constante são 1,0 cal·g-1·K-1 e 0,5 cal·g-1·K-1 para as fases líquida e sólida respectivamente:
·  Qual o ΔSsistema neste processo? (em unidades de cal·K-1)? Resposta
(2 casas decimais)
· Qual o ΔSmeio neste processo? (em unidades de cal·K-1)? Resposta
 (2 casas decimais)
· Qual o ΔSuniverso neste processo? (em unidades de cal·K-1)? Resposta
(2 casas decimais)
Lista 6
1.Um mol de benzeno vaporiza na sua temperatura de ebulição (80,2 °C), sob pressão de 1 atm, absorvendo 94,4 cal·g-1. Responda:
· Qual o calor trocado pelo sistema neste processo? (em unidades de cal)? Resposta
 (1 casa decimal)
· Qual o trabalho termoelástico trocado pelo sistema neste processo? (em unidades de cal)? Resposta
 (sem casas decimais)
· Qual a variação da energia interna do sistema neste processo? (em unidades de cal)? Resposta
 (1 casa decimal)
· Qual a variação da entalpia do sistema neste processo? (em unidades de cal)? Resposta
 (1 casa decimal)
· Qual a variação da entropia do sistema neste processo? (em unidades de cal·K-1)? Resposta
 (2 casas decimais)
· Qual a variação da energia livre de Gibbs do sistema neste processo? (em unidades de cal)? Resposta
(1 casa decimal)
· Supondo que as variações da entalpia e da entropia do processo se mantenham constantes, qual a variação da energia livre de Gibbs do sistema neste processo na temperatura de 79 °C? (em unidades de cal)? Resposta
 (2 casas decimais)
· Supondo que as variações da entalpia e da entropia do processo se mantenham constantes, qual a variação da energia livre de Gibbs do sistema neste processo na temperatura de 82 °C? (em unidades de cal)? Resposta
 (2 casas decimais)
2.Sabendo-se que a entropia de vaporização do sódio é de 84,8 J·K-1·mol-1 e que sua entalpia de vaporização é de 98,0 kJ·mol-1, estime a temperatura na qual ocorre a ebulição do sódio líquido. Expresse seu resultado em unidades de K.
(sem casas decimais)
Resposta:
3.A partir dos dados da seguinte tabela:
C2H5OH(l) + ½O2(g) → CH3CHO(l) + H2O(l)
	Substância
	Fórmula
	Tvap (°C)
	ΔH°vap (kJ·mol-1)
	Acetona
	CH3COCH3
	56,2
	29,1
	Etanol
	C2H5OH
	78,3
	43,5
	Água
	H2O
	100,0
	40,7
Responda:
·  Qual a variação de entropia padrão de vaporização da acetona? (em unidades de J·mol-1·K-1)? Resposta
 (2 casas decimais)
· Qual a variação de enegia livre de Gibbs padrão de vaporização da acetona? (em unidades de J·mol-1)? Resposta
 (2 casas decimais)
· Qual a variação de entropia padrão de vaporização do etanol? (em unidades de J·mol-1·K-1)? Resposta
 (2 casas decimais)
· Qual a variação de enegia livre de Gibbs padrão de vaporização do etanol? (em unidades de J·mol-1)? Resposta
 (2 casas decimais)
· Qual a variação de entropia padrão de vaporização da água? (em unidades de J·mol-1·K-1)? Resposta
 (2 casas decimais)
· Qual a variação de enegia livre de Gibbs padrão de vaporização da água? (em unidades de J·mol-1)? Resposta
 (2 casas decimais)
88,33
123,77
0,00
109,12
14,324
122
0,075
34,63
0,011
0,029
0,453
0,947
1083,6
75
25
43
2,39
22,33
-1994
-2659
-3199
0
-2286,4
2,403
-3200,9
162
Totalmente
8,9
1602
-409,5
-48,6
-69,6
-2,6
-2,5
2,302
8,8
9,1
23,5
-5,07
5,10
0,33
7363,2
-702
6661,2
7363,2
24,026
20,87
0,0
27,52
-35,00
1156