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P3 - PROVA DE QUÍMICA GERAL -25/11/06 
 
Nome: 
Nº de Matrícula: GABARITO Turma: 
Assinatura: 
Grau Questão Valor Revisão 
1a 2,5 
2a 2,5 
3a 2,5 
4a 2,5 
Total 10,0 
Constantes 
F = 96500 C mol-1 
1 C x 1V = 1 J 
R = 8,314 J mol-1 K-1 = 0,082 atm L K-1 mol-1 
Equações 
PV = nRT 
�G° = �H°- T�S°
�G = �G° + RT ln Q 
lnQ
nF
RT,E,E
T
1
T
1
R
E
k
kln
kt
[A]
1
[A]
1
kt[A] ln[A] ln
kt[A][A]
T
1
T
1
R
,H
K
Kln
21
a
1
2
0t
0t
0t
211
2
�°=
��
�
�
��
	
�=
+=
�=
�=
��
�
�
��
	
�
°
=
�G° = -nF�E°
1a Questão: 
 
Dada a reação: 
 
Sn(s) + Pb2+(aq) � Sn2+(aq) + Pb(s) 
 
a) Escreva as semi-reações que ocorrem no anodo e no catodo. 
b) Calcule o valor de �E° para a reação. 
c) Qual é a direção do fluxo de elétrons na pilha? 
d) Calcule o valor da constante de equilíbrio para a reação a 25oC. 
e) Calcule o potencial (,E) da pilha representada abaixo, a 25oC, e prediga se a 
reação que ocorre nesta situação, não padrão, é espontânea. 
 
Sn(s) | Sn2+(aq, 0,50 mol L-1) | | Pb2+(aq, 0,0010 mol L-1) | Pb(s) 
 
Dados: Sn2+(aq) + 2e- � Sn(s) Eo = -0,137 V 
 Pb2+(aq) + 2e- � Pb(s) Eo = -0,125 V 
 
Resolução:
a) Anodo – oxidação: Sn(s) � Sn2+(aq) + 2e- +0,137 V 
 Catodo – redução: Pb2+(aq) + 2e- � Pb(s) -0,125 V 
b) �E°=0,0120V +0,0120 V 
 
c) Anodo � catodo 
 
d)�G°= -nF�E° �G°=-RT ln K 
 �G°= - 2.96500 . 0,0120 -2316=-8,314.298.ln K 
 �G°= - 2.316 J K = 2,55 
 
e) �E = �E° - lnQ
nF
RT 
�E = 0,0120 - 500 ln
2.96500
8,314.298 
�E = -0,0680 V 
 �E<O, reação não é espontânea 
 
ou 
 
�G = nF�E
�G=-2.96500(-0,0680)=+13,1 kJ 
 �G>0, reação não espontânea. 
 
2a Questão: 
 
Para a reação: 
 
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 
 
a) Qual é o valor de ,G quando 0,40 mol de SO2, 0,18 mol de O2 e 0,72 mol de 
SO3 são misturados em um recipiente de 2,50 L a 1000 K? Nestas condições, 
prediga em que direção a reação deverá ocorrer. Dado: �G° = -9.644 J 
b) Calcule o valor de ,Ho utilizando o gráfico abaixo. Essa reação é endotérmica 
ou exotérmica? 
c) Em que temperatura esta reação ocorrerá para que o valor de Kp seja igual a 
1,0 x 106?
Resolução: 
a) 
15kJ14614J4970)(9.644,G
0,55 ln8,314.10009.644,G
0,55Q
.5,9013,12
23,62Q
P.P
P
Q
atm 23,621000 x0,082 x
2,50
0,72P
atm 5,901000 x0,082 x
2,50
0,18P
atm 13,121000 x0,082 x
2,50
0,40RT
V
nP
p
2
2
p
O2
2
SO
2
SO
p
SO
O
SO
2
3
3
2
2
�
�=�+�=
+�=
=
==
=
==
==
===
Como o �G < 0 a reação para direita é espontânea 
 
b) 
exotérmica éreação akJ/mol 188
J187896,H
8,314 x22600,H
K22600
R
,H
K22600
10 x3
6,78
,x
,yInclinação 4
�
�=°
=°�
=
°
�
=== �
c) a 1000 K � ln kp 
 1,2 � kp1 = e1,2 = 3,32 
 a x K kp2 = = 1,0 x 106
641KT
T
10,00156
T
10,0010,00056
T
10,001 2260012,62
T
1
1000
122600
3,32
10 x1,0 ln
T
1
T
1
R
,S
k
k
ln
2
2
2
2
2
6
21p
p
1
2
=�=
�=�
��
�
�
��
	
��=
��
�
�
��
	
��=���
�
�
��
	
�
°
=
3a Questão: 
 
Considere a reação de decomposição de uma certa quantidade de ácido iodídrico 
(HI) em um reator a 443 0C. 
2HI(g) � H2(g) + I2(g) 
 
O gráfico abaixo mostra o comportamento cinético dessa reação. 
 
a) Qual é a ordem da reação? Justifique sua resposta. 
b) Escreva a lei de velocidade para essa reação, incluindo o valor numérico da 
constante de velocidade. 
c) Calcule a concentração de H2 formado após 10,0 min de reação. 
Resolução
a) A reação é de segunda ordem, pois a existe relação linear com inclinação 
positiva quando o inverso da concentração de HI é plotado em função do tempo 
de reação. Isso é característica de reações com cinética de segunda ordem onde 
a equação da reta assume a forma 1/[HI]t = kt + 1/[HI]0
b) A lei de velociade da reação é V = k[HI]2 onde k pode ser obtido pela inclinação 
da reta. Assumindo dois pontos da reta em 0,5 e em 1,5 min, tem-se: 
 
k = (1/[HI]t2 – 1/[HI]t1) / (t1 – t2) (50 -12,5) / = (1,5 -0,4) = 37,5 / 1,1 = 34 L mol-1 
s-1 
Assim: V = 34 [HI]2
c) O H2 é o produto formado a partir da decomposição do HI. Assim, deve-se 
calcular a concentração molar de HI restante após 10 s de reação, e em seguida, 
utilizar a relação estequiométrica da reação para obter a concentração molar de 
H2.
Assim: 1/[HI]10 = kt + 1/[HI]0 = 34 x 10 + 1/12,5 = 352,5 
 
[HI]10 = 0,003 mol L-1 e [HI]0 = 1/12,5 = 0,08 mo L-1 (obtido do coeficiente linear do 
gráfico – posição onde a reta cruza a abscissa) 
 
Aplicando esse raciocínio em relação a estequiometria da reação: 
 
2HI 
 
� H2 + I2
Início 0,08 mol L-1
 
0 mol L-1 0 mol L-1 
Fim 0,003 mol L-1
 
(0,08 - 0,003)/2 mol L-1 (0,08 - 0,003)/2 mol L-1 
Logo: a concentração molar de H2 é 0,039 mol L-1.
4a Questão: 
 
A constante de velocidade para a reação de segunda ordem entre bromoetano e 
íons hidróxido, em água, foi medida a várias temperaturas: 
 
C2H5Br(aq) + OH-(aq) � C2H5OH(aq) + Br-(aq) 
 
Temperatura (K) k (L mol-1s-1)
298 8,8 x 10-5 
303 1,6 x 10-4 
308 2,8 x 10-4 
313 5,0 x 10-4 
318 8,5 x 10-4 
323 1,4 x 10-3 
a) Calcule o valor da energia de ativação (Ea) da reação. 
b) Calcule o tempo de meia vida (t1/2) da reação, a 50°C, considerando que a 
reação é de ordem zero em relação a [OH-] e que a concentração inicial de 
C2H5Br(aq) é 1,50 mol L-1.
c) Na Tabela, observa-se que para essa reação, as constantes de velocidade 
aumentam com o aumento de temperatura. Explique esse comportamento. 
Resolução:
a) ��
�
�
��
	
�=
21
a
1
2
T
1
T
1
R
E
k
kln 
�
�
�
�
	
 �=
323
1
298
1
8,314
E
8,8x10
1,4x10 ln a5-
-3
 
2,78 = 
314,8
aE (2,60x 10-4)
Ea = 88.896 J mol-1 ou 88,9 kJ mol-1 
 
b) v = k[C2H5Br]2[ OH-]0. A reação é de ordem zero em relação a [OH-], logo ela 
será de 2a ordem em relação a [C2H5Br]. 
 
s476t
1,50 x1,4x10
1t
]k[
1t
2
1
2
1
2
1
3
0
=
=
=
�
BrHC 52
c) A elevação da temperatura leva a um aumento da velocidade da reação, porque 
a energia cinética média das moléculas aumenta. Desse modo, uma fração maior 
de moléculas do reagente terá energia suficiente para superar a barreira de 
energia de ativação. Além disso, o número de colisões aumenta, e 
conseqüentemente, o número de colisões efetivas.

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