Prévia do material em texto

FÍSICO-QUÍMICA APLICADA À FARMÁCIA 
4a aula 
 
 
1 
 Questão 
 
 
Analise os processos produto-favorecidos abaixo. 
I. a combustão do metano para produzir dióxido de carbono e água. 
II. a expansão de um gás ideal. 
III. a fusão do gelo a temperaturas maiores que 0 °C. 
Qual(is) é(são) fenômeno(s) endotérmico(s). 
 
 II e III. 
 
I e II. 
 
Somente III. 
 
Somente I. 
 
Somente II. 
 
Explicação:A alternativa I está incorreta pois se trata de um processo exotérmico. 
 
2 
 Questão 
 
 
Acerca da reação abaixo, 
H2(g) + CO2(g) → H2O(g) + CO(g) 25°C, 1 atm 
são feitas as seguintes afirmações: 
I - a reação é espontânea a 25°C e 1atm; 
II - um aumento na temperatura torna a reação mais espontânea; 
III - a entropia padrão do H2 a 25°C é zero; 
IV - a reação ocorre com absorção de calor. 
Sendo dados: 
ΔS° (reação) = 42,4 J/mol.K 
ΔHf (CO2(g)) = -393,5 kJ/mol 
ΔHf (H2O(g)) = -241,8 kJ/mol 
ΔHf (CO(g)) = -110,5 kJ/mol 
estão CORRETAS as afirmações 
 
 
II e III. 
 
I e III. 
 
III e IV. 
 
I e II. 
 II e IV. 
 
Explicação:Afirmativa I: está errada. 
Temos três casos para avaliar se uma reação é espontânea. Veja quais: 
 
Nós já sabemos o valor do ΔS, que é positivo. Agora vamos descobrir o valor do ΔH 
através das entalpias de formação: 
ΔH = Hp - Hr 
ΔH = (-241,8 - 110,5) - (-393,5) 
ΔH = -352,3 + 393,5 
ΔH = 41,2 kJ/mol 
 
Como ΔS > 0 e ΔH > 0, a espontaneidade da reação vai depender da temperatura, que é 
25°C . Podemos descobrir a espontaneidade através da fórmula da energia livre de Gibbs. 
Se o ΔG for negativo, a reação é espontânea. 
Dados: 
T = 25°C = 298K 
ΔH = 41,2 kJ/mol = 41200 J/mol 
ΔS = 42,4 J/mol.K 
 
ΔG = ΔH - T . ΔS 
ΔG = 41200 - 298 . 42,4 
ΔG = 41200 - 12635,2 
ΔG = 28564,8 J/mol 
ΔG > 0 NÃO É ESPONTÂNEA 
 
Afirmativa II: está correta. O aumento da temperatura aumenta a colisão entre as 
moléculas, tornando a reação mais espontânea. 
Afirmativa III: está errada. Não é zero. 
Afirmativa IV: está correta. É endotérmica. 
 
3 
 Questão 
 
 
Dadas as opções sobre a variação da entropia de alguns sistemas, Indique, qual dentre as opções 
apresenta a afirmativa correta: 
 
 
 O sinal de ΔS para a condensação do vapor de água é negativo. 
 
O sinal de ΔS para o carvão queimando é negativo. 
 
O sinal de ΔS para a separação dos componentes do ar é positivo. 
 
O sinal de ΔS para o congelamento da água é positivo. 
 
O sinal de ΔH para a queima de uma vegetação é positivo. 
 
Explicação:Correto, porque na condensação (gasoso para o líquido), ocorre a diminuição da 
desordem, logo, ΔS negativo. 
 
4 
 Questão 
 
 
Considerando que um sistema recebeu 5000 J de calor e aproveitou 10% desta energia para 
realizar trabalho, a variação de energia interna do sistema foi de: 
 
 
+5000 J 
 
+500J 
 
-5000J 
 
-500J 
 +4500J 
 
Explicação:Recebeu => q= +5000J 
Trabalho=> 5000x10% => W = - 500J 
ΔU = -500+5000= 4500J 
 
 
 
5 
 Questão 
 
 
Qual a quantidade de calor necessária para aquecer 250 g de água de 22ºC até 
aproximadamente seu ponto de ebulição, 98ºC, sabendo que o calor específico da água 
é 4,18 J/g.K? 
 
 
7.900 kJ 
 
41,8 kJ 
 
7.000 kJ 
 
4,18 kJ 
 79,4 kJ 
 
Explicação: 
Primeiro, calcula-se o T (variação da temperatura no sistema): T = Tf - Ti 
T = 98 - 22 = 76 ºC (Considera-se a mesma variação em K), portanto T = 76 K. 
Usando a equação q = (calor específico da água) x (massa em gramas da água) x (T) 
q = (4,18 J/g K).(250g).(76K) 
q = 79.420 J ou 79,4 kJ 
 
6 
 Questão 
 
 
Sobre a variação de entropia, indique a alternativa correta 
I- fervura da água 
II- sublimação do naftaleno 
III- decomposição do carbonato de cálcio 
IV- síntese de AAS 
V- derretimento das calotas polares 
 
 
Nos processos II e III ocorre a diminuição da entropia 
 Apenas no processo IV ocorre a diminuição da entropia 
 
Apenas nos processos I e V ocorre o aumento de entropia 
 
Em todos os processos ocorre diminuição de entropia 
 
Em todos os processos ocorre o aumento da entropia 
 
Explicação: 
Entropia é uma importante grandeza física utilizada na Mecânica Estatística e 
na Termodinâmica para medir o grau de desordem de um sistema. Dizemos que, quanto maior for 
a variação de entropia de um sistema, maior será sua desordem, ou seja, menos energia estará 
disponível para ser utilizada. 
Por tratar-se de um conceito um pouco complexo e abstrato, muitas pessoas entendem a entropia 
de forma equivocada, usando-a em contextos completamente inadequados, não relacionados 
diretamente com os aspectos físicos dessa grandeza. 
A entropia está relacionada à espontaneidade de algum processo físico ou químico. Sempre que 
um processo desse tipo acontecer espontaneamente, a entropia do sistema aumentará, isto é, o 
sistema ficará menos organizado ou mais aleatório. 
• Cubos de gelo derretendo: antes de um cubo de gelo derreter, sua entropia era menor, 
assim como seu grau de desordem. Quando estava no estado sólido, as distâncias 
intermoleculares eram bem-definidas, bem como os ângulos entre essas moléculas. 
Durante a fusão do gelo, ocorre um grande aumento na multiplicidade de distâncias e 
ângulos entre as moléculas, o que caracteriza o estado líquido. 
• Sol e Lua: o Sol contém muito mais matéria e, portanto, um número muito maior de 
estados que a Lua, que é fria e sólida. Por isso, a entropia do Sol é muito maior que a 
entropia da Lua, cujas moléculas são muito mais ordenadas que aquelas que compõem o 
Sol. 
• Copo de vidro caindo: antes de cair e quebrar-se, o copo de vidro tinha um número 
menor de estados. Depois de quebrar, passou a ser formado por milhares de pequenos 
estilhaços, aumentando sua entropia. Dessa forma, o copo tornou-se menos útil. 
• Universo: de acordo com a 2ª lei da Termodinâmica, a entropia total de um sistema 
sempre aumenta. Pensando no Universo como um sistema termicamente isolado, sua 
entropia está sempre aumentando, por isso, um dia ele acabará, pelo menos da forma 
como é conhecido. 
 
7 
 Questão 
 
 
Todas as seguintes indicações a respeito da entropia são verdadeiras EXCETO 
 
 
a entropia é uma função de estado. 
 
uma variação positiva na entropia denota uma mudança para uma desordem maior. 
 
os valores da entropia são maiores ou iguais a zero. 
 a entropia é zero para substâncias simples sob condições padrão. 
 
a entropia de uma substância na fase gasosa é maior do que em fase sólida. 
 
Explicação:A entropia é considerada zero no estado em que a energia cinética é praticamente nula 
e os átomos organizados em réticulos cristalino perfeitamente organizados. 
 
 
8 
 Questão 
 
 
A capacidade calorífica de um líquido cuja temperatura se eleva de 6 K quando recebe 240 J de 
calor está corretamente indicada na opção: 
 
 
24 J/K 
 
234 J/K 
 
246 J/K 
 40 J/K 
 
 20 J/K 
 
Explicação: C= Q/T => 240/6 = 40J/K