Em uma turma de Ensino Médio, o professor resolveu confeccionar uma bateria com materiais de baixo custo, para fins didáticos. Utilizando recipientes coletores, pregos galvanizados, pedaços de grafite e tintura de iodo contendo um pouco de iodeto de potássio, três células galvânicas foram montadas e associadas em série, como visto na figura abaixo:

Os alunos foram convidados a medir a tensão gerada pela bateria com auxílio de um multímetro.

DE ARAÚJO, Sayonara Maria Ferreira et al. Confecção de celas galvânicas com materiais de baixo custo para otimização de aulas sobre reações de oxirredução e eletroquímica no ensino médio. (Com adaptações).

Dados:

Potenciais de redução nas condições em que a bateria foi confeccionada:

I₃^- + 2e^- → 3I^- E = 0,53V

Zn⁺² + 2e^- → Zn E = -0,76V

Qual é o valor mais próximo do esperado para a bateria descrita?

Um químico observa que, durante a dissolução de um certo sal em água, o recipiente em que a solução está sendo preparada se resfria.

A explicação química mais coerente para esse fenômeno é:

O metano (CH₄) é um gás produzido durante o processo natural de digestão dos alimentos pelos rebanhos bovinos. A relevância desse gás, considerado fundamental na estratégia de mitigação do aquecimento global, se reflete no fato de o Brasil ter aderido ao Pacto Mundial do Metano na COP26, realizada na Escócia em 2021, se comprometendo a reduzir sua emissão.

Na combustão completa do metano, ele reage com oxigênio (O₂) e produz gás carbônico (CO₂) e água (H₂O).

Disponível em: <https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/73172252/nova-metodologia-mede-emissao-de-metano-em-reprodutores-bovinos#:~:text=equipamento%20no%20dorso),

Emiss%C3%A3o%20de%20metano%20%C3%A9%20decorrente%20do%20processo%20de%20digest%C3%A3o%20dos,digest%C3%A3o%20dos%20alimentos%20pelos%20animais>. (Com adaptações) Acesso em: 17 abr. 2024.

Dados:

Substância ΔH_f⁰ (KJmol^-1)

CH_4(g) -74,8

CO_2(g) -393,5

H₂O_(l) -285,8

Assinale a alternativa que apresenta o calor liberado pela combustão completa de oito gramas de gás metano.

Considere que a reação ocorre em condições padrão.

Uma célula à combustível pode ser definida como um dispositivo eletroquímico que converte a energia química de um combustível em energia elétrica através de reações de oxidação e redução. Este modelo de geração de energia tem ganhado espaço por apresentar algumas vantagens em relação à queima de combustíveis fósseis, como emissão praticamente nula de gases de efeito estufa, operação silenciosa devido à ausência de engrenagens.







A figura acima mostra o esquema de funcionamento de uma célula operando com H₂ como combustível. Analisando o esquema, durante funcionamento deste dispositivo,

É sabido que o equilíbrio em fase gasosa mostrado abaixo é um processo altamente endotérmico.






Segundo o principío de Le Chatelier, a alteração no sistema que deve ser feita para que equilíbrio favoreça a formação de reagentes é

O biodiesel é produzido a partir de óleos vegetais ou gorduras animais através de um processo químico no qual triacilglicerídeos reagem com um álcool, geralmente metanol ou etanol, na presença de um catalisador. Esse processo resulta na formação de ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, que constituem o biodiesel, e glicerol como subproduto. O nome da reação da síntese do biodiesel é 

A calcita (CaCO₃) é um dos minerais mais abundantes na crosta terrestre, formada a partir da precipitação do carbonato de cálcio em ambientes aquáticos. Este mineral é muito importante como formador de rocha, ocorrendo em sedimentos e em rochas ígneas, metamórficas e sedimentares. Também apresenta centenas de usos na indústria, como na fabricação do cimento, como carga mineral em cosméticos, tintas e borrachas, na siderurgia, na metalurgia, na agricultura e muitas outras.

Calcule a variação da entalpia (ΔH) para a reação global de formação de 0,325 ton calcita a partir de seus elementos constituintes utilizando as reações e os dados termodinâmicos fornecidos a seguir. 

Use: Massa molar O = 16 g.mol^-1,

I) C(s) + O₂(g) ➔ CO₂(g)                           ∆ H = -393,5 kJ mol^-1
II) CaO(s) ➔ Ca(s) + 1/2O₂(g)                  ∆H = +635,0 kJ mol^-1
III) CaO(s) + CO₂(g) ➔ CaCO₃(s)            ∆H = -178,3 kJ mol^-1

Em uma aula experimental sobre reações de oxidação e redução foi montada a seguinte célula galvânica: Sn(s) l Sn²⁺(aq) ll Cu²⁺(aq) l Cu(s). Calcule a energia livre de Gibbs para a célula construída.  

Use: E_red Sn²⁺ = -0,14V , E_red Cu²⁺ = +0,34 V e F = 96485,33 C.mol^-1

De acordo com a Lei de Bragg, uma das condições para que seja observado um pico de difração num experimento de difração de raios-X é que

Os métodos eletroanalíticos abrangem um grupo de métodos analíticos qualitativos e quantitativos baseados nas propriedades elétricas de uma solução do analito quando este faz parte de uma célula eletroquímica. As técnicas eletroanalíticas são capazes de produzir baixos limites de detecção e uma riqueza de informações de caracterização que descrevem sistemas eletroquimicamente acessíveis. Neste contexto, dentre as técnicas eletroanalíticas, a análise baseada na resistência elétrica do analito é a

Leia o texto a seguir.

“Em química, entretanto, a maior parte das reações químicas ocorre em recipientes abertos para a atmosfera e, portanto, em pressão constante de cerca de 1 atm. Esses sistemas podem se expandir ou contrair livremente. Se um gás se forma, ele trabalha contra a atmosfera para ocupar espaço. Embora nenhum pistão esteja envolvido, trabalho é realizado. Nesse sentido, uma função de estado que medisse as variações de energia em pressão constante considerando automaticamente as perdas de energia como trabalho de expansão durante a transferência de calor seria muito útil.”

ATKINS, Peter; LAVERMAN, Leroy; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7. Porto Alegre: Bookman, 2018. [Adaptado].

A função de estado à qual o trecho grifado no texto faz referência é a

A destilação é o processo de separação mais aplicado em indústrias químicas, sendo adequado para separação de misturas homogêneas cujos componentes apresentam considerável diferença de temperatura de ebulição. Na destilação,

O processo Haber Bosch foi desenvolvido no início do século XX, sendo fundamental para a produção de fertilizantes e, em consequência, a manutenção do fornecimento de alimentos para a população. Nesse processo,  

Um evaporador de simples efeito está sendo utilizado para concentrar uma solução cuja vazão mássica de alimentação (F) no evaporador é de 10 kg/h. Sabe-se que a entalpia da corrente de alimentação (H_F) é igual a 4 kJ/kg. Essa solução de alimentação, inicialmente, contém 10% de sólidos (x_F), em massa, e deve ser concentrada até atingir 20% de sólidos (x_L), em massa. Para concentrar essa solução, está disponível uma corrente de vapor saturado, cuja entalpia de vaporização (λ_S) é igual a 2 kJ/kg. Esse vapor deve ser utilizado para aquecer a solução, de forma que não haja contato direto entre o vapor de aquecimento e a solução a ser concentrada. O vapor é alimentado no evaporador como vapor saturado, e deixa o evaporador na forma de líquido saturado. A solução, depois de concentrada, é removida do evaporador através de duas correntes: uma corrente líquida (L), e uma corrente vapor (V), cujas entalpias são, respectivamente, iguais a 5 kJ/kg (H_L) e 7 kJ/kg (H_V). Considerando que o sólido a ser concentrado é um composto não-volátil, e que não há troca de calor entre o ambiente externo e o evaporador, a quantidade de vapor (S) que deve ser consumido para realizar a evaporação descrita anteriormente é igual a 

O Joule (Símbolo J) é uma unidade de medida de energia no Sistema Internacional de Unidades (SI). É definido como a quantidade de trabalho realizada quando uma força de um newton desloca uma massa por uma distância de um metro na direção da força. O Joule pode ser descrito em termos de unidades fundamentais como

Controlar e fornecer calor de maneira eficiente e segura são atividades cruciais para a eficácia, economia e segurança das operações e/ou processos industriais. Neste sentido, o conhecimento sobre os mecanismos de transferência de calor é fundamental para o aproveitamento energético do calor gerado ou consumido durante as etapas de processamento das matérias-primas, até a obtenção do produto final. A condução é um dos mecanismos de transferência de calor que

Um trocador de calor é constituído por um miolo central na forma de um tambor que gira em torno de um eixo de modo que uma parte qualquer passa periodicamente através da corrente quente e, em seguida, através da corrente fria. O calor armazenado no miolo durante o contato com o gás quente é transferido para o gás frio durante o contato com a corrente fria. Este modelo de trocador de calor é denominado

A contaminação de mercúrio (Hg⁰) no ar pode ser determinada pela passagem de uma corrente de ar por uma solução ácida de permanganato de potássio (KMnO₄). O excesso de permanganato é eliminado com hidroxilamina, e o mercúrio (Hg⁺²) absorvido pela solução é precipitado, na forma de Hg₀, finamente dividido, pela adição de cloreto estanoso (SnCl₂). O mercúrio metálico é então analisado por absorção atômica. As equações a seguir ilustram o processo: 

5 Hg₀ + 2 MnO₄ ^– +16 H+ → 5 Hg⁺² + 2 Mn⁺² + 8 H₂O

6 MnO₄ ^– + 5 NH₂OH + 13 H+ → 6 Mn⁺² + 5 NO₃ ^– + 14 H₂O 

Hg⁺² + SnCl₂ + 2 Cl ^– → Hg⁰ + SnCl₄


Com relação ao procedimento descrito, é correto afirmar:  

A bomba calorimétrica é um equipamento utilizado para a determinação do poder calorífico de amostras sólidas ou líquidas por meio da combustão das amostras em atmosfera com excesso de oxigênio. Nesse aparato, pode-se medir o calor de combustão de substâncias puras, como o naftaleno (C₁₀H₈), cuja reação de combustão completa não balanceada é: 

C₁₀H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O

Considerando que uma massa m de naftaleno foi queimada em uma bomba calorimétrica (V constante) de capacidade calorífica Cc, (J/°C), indicando uma variação de temperatura Δt (°C), e que os gases são ideais e o volume dos sólidos e líquidos é desprezível, assinale a alternativa que apresenta corretamente a expressão da variação de entalpia de combustão (ΔH) do naftaleno. 

Dados: MM (naftaleno) = 128 g/mol; P = pressão (kPa); V = volume (L); R = constante universal dos gases perfeitos (J/mol.K); T = temperatura absoluta (K); e ΔH = ΔU + (PV), em que ΔU é a variação da energia interna do sistema (J). 

 A constante de dissociação (K_a) de um ácido fraco (HA) pode ser determinada pela diferença de potencial eletroquímico (ΔE) em uma célula esquematizada como se segue, na qual ER é o eletrodo de referência, HA é o ácido fraco, CA é o sal de ácido fraco, E_c é o potencial do cátodo e E_a é o potencial do ânodo:
ER║HA, CA│Pt, H2 (1 atm)
Dados:
ΔE = E_c – E_a
Ka = [H₃O⁺] . [A^–] / [HA]
E = E⁰ – (0,0592 / n). log ([Red.] / [Oxid.]), em que “Red.” é a espécie reduzida, e “Oxid.”, a oxidada.

Com relação ao exposto, assinale a alternativa que expressa corretamente a relação entre K_a e ΔE.