A regra das fases de Gibbs é uma relação simples através da qual se pode predizer todas as combinações de componentes e fases variando a temperatura, a pressão e a composição das espécies. Considerando um sistema formado pela água pura e que esta está no equilíbrio líquido-vapor, qual o número de graus de liberdade deste sistema?

São fornecidas as seguintes informações:

Entalpia de formação do CaO_(s): ∆H = -636 kJ.mol^-1

Entalpia de formação do H₂O_(g): ∆H = -242 kJ.mol^-1

Entalpia de vaporização do H₂O_(l): ∆H = 44 kJ.mol^-1

CaO_(s) + H₂O_(l) → Ca(OH)_{2 (s)} : ∆H = -64 kJ.mol^-1

A entalpia de formação do Ca(OH)_{2 (s)} é de

O conceito de Energia Livre foi introduzido pelo físico-químico Josiah Willard Gibbs. Numa reação química, esta energia livre liberada representa a energia

Os catalisadores são substâncias empregadas em reações químicas para aumentar a velocidade da reação. Dadas as afirmativas seguintes a respeito dos catalisadores,

I. O catalisador não altera a entalpia de uma reação química.

II. Adição de um catalisador permite diminuir a energia de ativação de uma reação química.

III. O catalisador não altera o rendimento de uma reação química (quantidade de produto formado).

IV. Os catalisadores possuem sempre um estado de agregação diferente dos reagentes e produtos participantes da reação.

verifica-se que estão corretas apenas

Os fogos de artifício existem há séculos e vários elementos químicos são utilizados para confecção deles, conferindo cores e luz. Consistem de pólvora negra ou pólvora cintilante em um tubo de papel com um pavio para acender a pólvora. Um deles é o alumínio metálico que, ao ser queimado, libera luz e calor, como pode ser demonstrado na equação: 2 Al_(s) + 3/2 O₂ -> Al₂O ∆ = -1.653 kJ/mol. Sabendo que a reação ocorre nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) e que o volume do gás ideal nas CNTP é 22,4L, pode-se afirmar que o volume de O_{2 (g)} (32 g/mol) necessário para reagir com 2 g de alumínio (27 g/mol) e a quantidade de calor gerada na reação com essa mesma quantidade do metal é de, respectivamente:

Para a remoção de cromo hexavalente (Cr⁶⁺) pode-se utilizar dióxido de enxofre (SO₂). A redução do Cr⁶⁺ se dá em meio ácido com pH entre 2 e 3. Após a neutralização com hidróxido de cálcio [Ca(OH)₂], em pH 8 a 9, o cromo precipita como hidróxido de cromo III (Cr(OH)₃). As reações envolvidas são:

− Redução: 3 SO₂ + 2 H₂CrO₄ + 3 H₂O → Cr₂(SO₄)₃ + 5 H₂O

− Precipitação: Cr₂(SO₄)₃ + 3 Ca(OH)₂ → 2 Cr(OH)₃ + 3 CaSO₄

− Estequiometricamente é necessário na redução 2,0 g de SO₂/g Cr⁶⁺ e de 2,0 g de H₂SO₄ / g Cr⁶⁺

− Na precipitação utiliza-se 2,6 g de Ca(OH)₂ /g Cr⁶⁺

Para tratar um efluente de 8,0 m³ contendo 0,50 g de g Cr⁶⁺/L de efluente, o consumo de SO₂, H₂SO₂ e Ca(OH)₂ são, respectivamente:

A DMFC (esquematizada na questão anterior) apresenta uma alta eficiência, porém reações paralelas causam quedas na tensão.

Dados: E⁰ _298K (V): CO₂/CH₃OH = 0,02; O₂/H₂O = 1,23; 2,303.RT/F = 0,059.

Considerando que o valor do quociente da reação global da célula alcance uma ordem de 10⁶⁰, o valor do potencial da célula em volts será de:

Células a combustível vêm atraindo a atenção por diversas vantagens, tais como alta eficiência, dimensões pequenas, facilidade de alimentação e longos tempos de operação. Entre as células, a célula de alimentação direta, a metanol (DMFC), esquematizada ao lado, é uma das mais úteis e flexíveis. Sobre o assunto, considere as seguintes afirmativas:

1. No esquema da DMFC, A e B correspondem ao anodo e catodo, respectivamente.

2. A corrente no circuito externo percorre o sentido de A para B.

3. O metanol precisa atravessar a camada de difusão de gás para que a reação ocorra.

4. A membrana de nafion corresponde a um condutor protônico e tem função análoga à ponta salina de uma pilha.

Assinale a alternativa correta.

Tubulações de ferro, quando em contato com solo úmido, sofrem pela ação do meio, causando a corrosão da peça. Uma maneira de proteção da tubulação é a proteção catódica, isto é, a utilização de um metal de sacrifício em contato com a tubulação, como esquematizado ao lado:

Entre os metais listados abaixo, o mais adequado para compor a peça de proteção é:

Ao adicionar cloro gasoso sob pressão numa solução alcalina, o cloro se desproporciona em cloreto e hipoclorito, segundo a reação:

Dados: E⁰ _{pH 14} (V): Cl₂/Cl- = 1,358; ClO- /Cl₂ = 0,421; 2,303.RT/F = 0,059.

A ordem de grandeza da constante de equilíbrio da reação de desproporcionamento é:

Os PCBs (policlorobifenil) foram extensivamente utilizados como materiais dielétricos e fluidos refrigerantes em transformadores, capacitores e motores elétricos, devido aos altos valores de capacidade calorífica e temperatura de ebulição. No entanto, os PCBs possuem alta toxicidade. O 3,3’,4,4’-tetraclorobifenil é um PCB bastante comum.

Dados: C_{p, 298K}: água = 4,18 J.g^-1K^-1 ; 3,3’,4,4’-tetraclorobifenil = 311 J.mol^-1K^-1 . M (g.mol^-1 ): água = 18; 3,3’,4,4’- tetraclorobifenil = 292. T_{eb, 1atm} (°C): água = 100; 3,3’,4,4’-tetraclorobifenil = 380.

Considerando a mesma quantidade de matéria entre a água e o 3,3’,4,4’-tetraclorobifenil, a variação de temperatura (em ºC) no PCB ao receber a quantidade de calor que provoca uma variação de temperatura de 80 °C na água é de:

O palito de fósforo é um dos artigos mais úteis no nosso cotidiano. Na sua composição, possui fósforo vermelho, enxofre e clorato de potássio, além de resina para manter a mistura colada. A reação provocada pelo atrito da cabeça do palito de fósforo e a lixa, que inicia a queima, está representada ao lado.

A entalpia da reação mencionada em kilojoules por mol de P₄ é:

Na figura ao lado estão ilustrados gráficos da variação de energia no decorrer da reação para três sistemas independentes: (I), (II) e (III). A e B são espécies distintas em cada caso.

Acerca do exposto, considere as afirmativas a seguir:

1. No caso (I), o excesso de energia é transferido para a vizinhança.

2. A curva (II) corresponde a uma reação isoergônica.

3. A reação (II) necessita da maior energia de ativação dos três casos.

4. A reação (III) pode ocorrer a temperatura ambiente.

Assinale a alternativa correta.

O etilenoglicol é largamente utilizado como anticongelante automotivo. A temperatura de congelamento, isto é, a temperatura de equilíbrio entre a fase líquida e a sólida diminui na presença de um soluto em relação a um solvente puro.

Dado: K_f = 1,86 ºC.kg.mol^-1 .

Para que a temperatura do líquido seja diminuída em aproximadamente 7,5 ºC, a concentração molal de etileno glicol deverá ser de:

Atualmente, veículos automotores brasileiros podem ser abastecidos tanto com etanol, quanto com gasolina. Considere que:

1. essas substâncias estão puras na bomba de combustível;

2. a gasolina é constituída apenas de octano;

3. a densidade dessas substâncias são: etanol = 805 g/L e octano = 756 g/L;

4. os ΔH das seguintes reações são:

• C_(graf) + O_{2 (g)} → CO_2(g) ΔH = –400 kJ/mol

• H_2(g) + ½O_{2 (g)} → H₂O_(l) ΔH = –300 kJ/mol

• 8C_(graf) + 9H_2(g) → C₈H_{18 (l)} ΔH = –200kJ/mol

• 2C_(graf) + 3H_2(g) + ½O₂ (g) → C₂H₅OH_(l) ΔH = –300KJ/mol;

5. a massa molar do octano é 216 g/mol e do etanol, 46 g/mol; e,

6. todas as condições de temperatura e pressão são constantes.

É correto afirmar que a relação aproximada de energia liberada, quando comparada à queima de 40 L de gasolina e 40 L de etanol (ΔHgasolina/ΔHetanol), é

Considere o seguinte diagrama de entalpia:

Esse diagrama representa uma reação