Estudo dirigido 4

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
 
QUESTÃO 01. A Figura abaixo mostra um diagrama de fases de dois componentes, A e B, onde  e 
 são fases sólidas. 
a) Explique o comportamento dos componentes à medida que o sistema é resfriado a partir do ponto 
M. 
 
b) Explique o comportamento dos componentes à medida que o sistema é aquecido a partir do ponto 
N. 
 
 
 
QUESTÃO 02. Em um recipiente de 1 L, a uma temperatura T, são misturados 5 mol de CO(g) e 5 
mol de H2O(g). Quando o equilíbrio é atingido, coexistem 3,325 mol de CO2(g) e 3,325 mol de H2(g). 
Calcule o valor de K, na temperatura T, para o seguinte equilíbrio: 
 
CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) 
 
a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio. 
 
b) Qual é o valor da constante de equilíbrio? 
 
c) Qual é o valor da constante de equilíbrio (K) se for adicionado 2 moles de H2 ao sistema em 
equilíbrio? Justifique. 
 
d) De acordo com o princípio de Le Chatelier aumento da pressão do sistema fará a reação deslocar 
para qual direção? Justifique. 
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g S 
2(g) (g) (g) (g)2
 2 
QUESTÃO 03. Se a energia de Helmholtz permanece constante, estimar a pressão final de 1 mol de 
um gás ideal na seguinte transformação: (1,0atm, 300K) → (p2, 600K). Dado: ás = R. 
 
QUESTÃO 04. Seja uma mistura, a 250C, envolvendo 4 mol de H2, 4 mol de O2 e 4,0 mol de N2. 
Considere os gases com comportamento ideal. Calcule o valor da energia de Gibbs da mistura. 
 
 
QUESTÃO 05. Determinar a temperatura de equilíbrio, na pressão de 100atm, para a transformação: 
Srombico ⇌ Smonoclínicoo. Dados a 298 K: 
 
Substância 0 (J/mol) S0 (J.mol-1.K-1) Densidade (g.cm-3) 
Srombico 0 31,89 2,070 
Smonoclínico 96,24 32,55 1,957 
MM S = 32,0 g/mol. Formula molecular de ambas as substâncias é S8. Considere a entropia 
independente da temperatura e a densidade independente da pressão. 
 
QUESTÃO 06. Verifica-se que, na reação em fase gasosa A + B ⇌ C + 2D, quando se fazem reagir 
até o equilíbrio 2,00 mol de A, 1,00 mol de B e 3,00 mol de D, a mistura reacional em equilíbrio tem 
0,79 mol de C, a 25 °C e 1,00atm. Calcule para o equilíbrio. 
a) as frações molares de cada espécie (xi), 
b) a constante de equilíbrio em termos de frações molares (Kx) 
c) a constante de equilíbrio em termos de pressão (Kp) 
d) ΔrG°. 
 
 
Questão 07. Calcular ΔS, ΔG e ΔA quando um mol de tolueno (C7H8) é vaporizado sob pressão 
atmosférica à 111ºC. Nesta temperatura o calor de vaporização do tolueno é 7958cal.mol-1. 
Considere comportamento ideal para o vapor e que o volume do líquido seja desprezível em relação 
ao do vapor. Dados: Tebu. = 111ºC; MH = 1,0g/mol; MC = 12,0g/mol 
 
 
QUESTÃO 08. A 700 oC a constante de equilíbrio da reação H + CO ⇋ CO + H O é igual 
a 0,64. 
 
a) Quanto valerá o ∆Go da reação, a 700 oC? 
b) Quais serão as quantidades em mol dos reagentes e produtos no equilíbrio quando a reação se 
iniciar com 1 mol de hidrogênio e 1 mol de dióxido de carbono? 
c) Quanto valerá o ∆Go da reação quando as quantidades presentes no meio reacional forem 0,7 
mol de H2, 0,7 mol de CO2, 0,3 mol de CO e 0,3 mol de H2O? Neste ponto a reação ocorrerá 
espontaneamente? Em que direção será, então, espontânea? Tudo a 700 oC. 
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QUESTÃO 09. Considere o diagrama de fases do sistema Ferro-Carbono (determinado a pressão 
constante) reproduzido em seguida. 
 
a) Quantas fases e quais o sistema possui? 
b) Quantas fases e quais estão em equilíbrio no ponto A? 
c) Qual é a composição das fases no ponto B? 
d) Qual é a proporção das fases no ponto B? 
 
 
 
QUESTÃO 10. Em um frasco de 10 litros de capacidade, previamente esvaziado, admitem-se 80 g de 
pentacloreto de fósforo. Este sistema, aquecido a 300 
o
C, resultará em mistura gasosa, mediante a 
seguinte dissociação: 
PCl
5(g) 
⇋ PCl
3(g) 
+ Cl
2(g)
 
Sabendo que o equilíbrio será alcançado quando a pressão no recipiente atingir 2,95 bar e admitindo 
como constante o volume do recipiente, determinar a constante de equilíbrio Kp da reação de 
dissociação do PCl5. 
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QUESTÃO 11. O diagrama a seguir é o de equilíbrio das fases sólida e líquida dos sistemas 
constituídos de água e cloreto de potássio, sob pressão de 1,01 bar. Nele se usa como unidade de 
concentração a massa, em gramas, de KCl em 100 g de água (g de KCl/100 g de H2O). 
 
i) Determinar o estado de um sistema, a 58 
o
C, constituído de 143 g de KCl e 325 g de H2O; 
acompanhar e descrever o resfriamento isobárico deste sistema, respondendo às seguintes questões: 
 
a) em que temperatura o sistema se tornará saturado? 
 
b) qual o grau de liberdade no ponto 1 do diagrama? 
 
ii) O que se poderá presumir sobre a evolução do sistema que resultar da misturação de 60 g de KCl a 
25 
o
C, com 500 g de gelo a 0 
o
C? 
ii) Determinar o estado de um processo isobárico (1,01 bar) e isotérmico (25 
o
C), de um sistema 
contendo 100 g de cloreto de potássio e 500 g de água. 
 
 
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QUESTÃO 12. Uma das etapas da formação da chuva ácida envolve a seguinte reação: 
SO2(g) + 0,5O2(g) ⇌ SO3(g). 
a) Calcule a constante de equilíbrio, Kp, para a reação a 250ºC. Considere ΔHº independente da 
temperatura. 
b) Para que lado se desloca o equilíbrio ao se misturar 0,1 mol de cada reagente e 0,2 mol do produto 
a 25ºC sob pressão total de 1,0atm? Justifique. 
 
 
Dados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 13. Calcule a pressão de oxigênio sobre uma amostra de NiO (s) a 25C se ΔG = 211,7 
kJmol-1 para a reação: 
NiO (s) ⇌ Ni (s) + ½ O2 (g) 
 
 
QUESTÃO 14. Para a reação: 
BeSO4 (s) ⇌ BeO (s) + SO3 (g) 
K = 3,87 x 10-16 a 400 K e 1,67 x 10-8 a 600 K. Calcule H da reação. 
Substância SO2(g) O2(g) SO3(g) 
ΔH0 (kJ.mol-1) 
form.,298K 
- 296,83 0 - 395,72 
ΔG 0 (kJ.mol-1) 
form.,298K 
- 300,19 0 - 371,06 
-1 
Cp (J.K.mol ) 
39,87 29,36 50,67