6 Lista FSQ1001-Udesc
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7/25/2019 6 Lista FSQ1001-Udesc http://slidepdf.com/reader/full/6-lista-fsq1001-udesc 1/2 1) Considere a relação que existe entre energia Livre de Gibbs, entalpia e entropia complete a tabela abaixo, analisando quais situações são espontâneas. ∆H ∆S ∆G (-) (-) a T baixa, (+) a T alta (+) (-) (-) (+) (+) (+) ∆H ∆S ∆G (-) (-) (-) a T baixa, (+) a T alta (+) (-) (+) sempre, não espontâneo (-) (+) (-) sempre - espontâneo (+) (+) (+) a T baixa, (-) a T alta 2) 1 mol de etanol líquido (C 2 H 5 OH) vaporiza na sua temperatura-padrão de ebulição (T eb = 351,4 K). Se o calor absorvido no processo for de 43,5 kJ/mol, calcule q, w, ∆E, ∆H, ∆S e ∆G nestas condições. Calcule também ∆G deste processo a 77,2 o C e 79,2 o C. Respostas: q=∆H= 43,5 kJ, ∆E= 40,58 kJ, ∆S= e ∆G 3) Determine ∆G reação (298,15K) para a seguinte reação química usando dois métodos: a) utilize a relação matemática de energia livre de Gibbs, ∆H e ∆S; b) utilize a relação entre ∆G de produtos menos ∆G de reagentes (buscar os ∆G formação em tabelas nos livros). 2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O(l) Assuma condições-padrão. Respostas: a = b = -474,26 kJ 4) Suponha que 3,0 mmoles de N 2 (g) ocupem 36 cm 3 a 300K e que se expandem isotérmicamente a 60 cm 3 . Calcule ∆G para o processo, será espontâneo? Resposta: -3,8 J. 5) Calcule ∆G reação entre gás nitrogênio e gás hidrogênio, produzindo amônia gasosa a 298 K a partir dos valores de ∆H e ∆S (tabelas dos livros). A reação será espontânea? Resposta: -32,84 kJ 6) Cálculo do trabalho máximo diferente do de expansão numa reação química. Qual a energia disponível para sustentar a atividade muscular e nervosa na combustão de 1,00 mol de moléculas de glicose nas condições normais, a 37 o C (temperatura do sangue)? A entropia padrão da reação é + 182,4 J/K.mol. Lembrando que w não expansivo = ∆G. Busque os valores de entalpia padrão em
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983120983154983151983142983137983086 983117983137983154983139983145983137 983117983137983154983143983137983154983141983156983141 983117983141983145983141983154 983108983145983155983139983145983152983148983145983150983137 983110983113983121983089983088983088983089
983094 983085 983116983145983155983156983137 983140983141 983109983160983141983154983139983277983139983145983151983155 991251 983109983150983141983154983143983145983137 983116983145983158983154983141 983140983141 983111983145983138983138983155
1)
Considere a relaccedilatildeo que existe entre energia Livre de Gibbs entalpia e entropiacomplete a tabela abaixo analisando quais situaccedilotildees satildeo espontacircneas
∆H ∆S ∆G
(-) (-) a T baixa (+) a T alta
(+) (-)
(-) (+)
(+) (+)
∆H ∆S ∆G
(-) (-) (-) a T baixa (+) a T alta(+) (-) (+) sempre natildeo espontacircneo
(-) (+) (-) sempre - espontacircneo
(+) (+) (+) a T baixa (-) a T alta
2) 1 mol de etanol liacutequido (C2H5OH) vaporiza na sua temperatura-padratildeo de
ebuliccedilatildeo (Teb = 3514 K) Se o calor absorvido no processo for de 435 kJmol
calcule q w ∆E ∆H ∆S e ∆G nestas condiccedilotildees Calcule tambeacutem ∆G deste
processo a 772oC e 792
oC
Respostas q=∆H= 435 kJ ∆E= 4058 kJ ∆S= e ∆G3) Determine ∆Greaccedilatildeo (29815K) para a seguinte reaccedilatildeo quiacutemica usando dois
meacutetodos
a) utilize a relaccedilatildeo matemaacutetica de energia livre de Gibbs ∆H e ∆S
b) utilize a relaccedilatildeo entre ∆G de produtos menos ∆G de reagentes (buscar os
∆Gformaccedilatildeo em tabelas nos livros)
2H2(g) + O2(g)rarr 2H2O(l) Assuma condiccedilotildees-padratildeo
Respostas a = b = -47426 kJ
4) Suponha que 30 mmoles de N2(g) ocupem 36 cm
3 a 300K e que se expandem
isoteacutermicamente a 60 cm3 Calcule ∆G para o processo seraacute espontacircneo
Resposta -38 J
5) Calcule ∆Greaccedilatildeo entre gaacutes nitrogecircnio e gaacutes hidrogecircnio produzindo amocircnia
gasosa a 298 K a partir dos valores de ∆H e ∆S (tabelas dos livros) A reaccedilatildeo
seraacute espontacircnea Resposta -3284 kJ
6) Caacutelculo do trabalho maacuteximo diferente do de expansatildeo numa reaccedilatildeo quiacutemica
Qual a energia disponiacutevel para sustentar a atividade muscular e nervosa na
combustatildeo de 100 mol de moleacuteculas de glicose nas condiccedilotildees normais a 37oC
(temperatura do sangue) A entropia padratildeo da reaccedilatildeo eacute + 1824 JKmol
Lembrando que w natildeo expansivo = ∆G Busque os valores de entalpia padratildeo em
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tabelas no livros e considere que o valor dado a 298K eacute semelhante ao valor a
37oC Resposta -2865 kJ
7) Que trabalho aleacutem do de expansatildeo pode ser obtido pela combustatildeo de 100 mol
de metano gasos em condiccedilotildees normais a 298K Tem-se que ∆Sor = -243
JKmol Resposta 818 kJ
8) Determine a energia de Gibbs padratildeo da reaccedilatildeo de combustatildeo do monoacutexido de
carbono a 25oC Resposta -2572 kJmol
9) Determine ∆Gro para a reaccedilatildeo entre amocircnia gasosa e gaacutes oxigecircnio produzindo
gaacutes nitrogecircnio e aacutegua liacutequida Resposta -135697 kJmol
10) Avalie se ureia CO(NH2)2 (um importante insumo como fertilizante) pode ser
produzido espontaneamente a partir de seus elementos constituintes no estado de
menor energia (C(gr) O2(g) N2(g) H2(g)) a 298 K Para avaliar a
espontaneidade da reaccedilatildeo eacute necessaacuterio conhecer ∆Gro Dado para a ureacuteia ∆Hf o =-33351 kJmol e ∆S
o = 10460 JKmol Os demais dados deveratildeo ser coletados
das tabelas dos livros Resposta ∆Gro = -1974 kJ portanto eacute espontacircneo
11) Use os dados das propriedades termodinacircmicos tabeladas nos livros para as
reaccedilotildees abaixo e de termine ∆Hor para cada reaccedilatildeo a 298K
a) Reaccedilatildeo entre aacutecido sulfiacutedrico e gaacutes oxigecircnio gerando aacutegua liacutequida e dioacutexido
de enxofre gasoso
b) Reaccedilatildeo entre o aacutecido sulfiacutedrico e gaacutes oxigecircnio gerando aacutegua gasosa e
dioacutexido de enxofre gasoso
c)
Reaccedilatildeo entre amocircnio gasosa e oacutexido nitroso gasoso produzindo aacuteguaoxigenada e gaacutes nitrogecircnio
Respostas a) -112406 kJmol b) -103604 kJmol c) -9565 kJmol
12) Para as reaccedilotildees do problema 11 determine ∆So a 298K a partir dos dados das
tabelas de propriedades termodinacircmicas
Respostas a) -39073 JKmol b) -15290 JKmol
13) Para as reaccedilotildees do problema 11 determine ∆Gro para cada reaccedilatildeo a 298K
a) utilizando os resultados do problema 11 e 12 e
b) utilizando os valores de∆
Gf
o
a 298 K dado nas tabelasResposta -100753 kJmol -99041 kJmol -9496 kJmol Os resultados de a e
b satildeo iguais
14) Vimos que a energia livre de Gibbs pode ser determinada atraveacutes de variaacuteveis
naturais (mensuraacuteveis experimentalmente) como T V e P onde a derivada
parcial de G em funccedilatildeo de P a T=constante eacute igual a V Considerando esta
informaccedilatildeo avalie a espontacircneidade para um processo no qual 0022 mol de um
gaacutes ideal expandido de 2505 psi de pressatildeo para 145 psi de pressatildeo agrave
temperatura ambiente de 298 K Resposta ∆G= -278 J portanto espontacircneo
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tabelas no livros e considere que o valor dado a 298K eacute semelhante ao valor a
37oC Resposta -2865 kJ
7) Que trabalho aleacutem do de expansatildeo pode ser obtido pela combustatildeo de 100 mol
de metano gasos em condiccedilotildees normais a 298K Tem-se que ∆Sor = -243
JKmol Resposta 818 kJ
8) Determine a energia de Gibbs padratildeo da reaccedilatildeo de combustatildeo do monoacutexido de
carbono a 25oC Resposta -2572 kJmol
9) Determine ∆Gro para a reaccedilatildeo entre amocircnia gasosa e gaacutes oxigecircnio produzindo
gaacutes nitrogecircnio e aacutegua liacutequida Resposta -135697 kJmol
10) Avalie se ureia CO(NH2)2 (um importante insumo como fertilizante) pode ser
produzido espontaneamente a partir de seus elementos constituintes no estado de
menor energia (C(gr) O2(g) N2(g) H2(g)) a 298 K Para avaliar a
espontaneidade da reaccedilatildeo eacute necessaacuterio conhecer ∆Gro Dado para a ureacuteia ∆Hf o =-33351 kJmol e ∆S
o = 10460 JKmol Os demais dados deveratildeo ser coletados
das tabelas dos livros Resposta ∆Gro = -1974 kJ portanto eacute espontacircneo
11) Use os dados das propriedades termodinacircmicos tabeladas nos livros para as
reaccedilotildees abaixo e de termine ∆Hor para cada reaccedilatildeo a 298K
a) Reaccedilatildeo entre aacutecido sulfiacutedrico e gaacutes oxigecircnio gerando aacutegua liacutequida e dioacutexido
de enxofre gasoso
b) Reaccedilatildeo entre o aacutecido sulfiacutedrico e gaacutes oxigecircnio gerando aacutegua gasosa e
dioacutexido de enxofre gasoso
c)
Reaccedilatildeo entre amocircnio gasosa e oacutexido nitroso gasoso produzindo aacuteguaoxigenada e gaacutes nitrogecircnio
Respostas a) -112406 kJmol b) -103604 kJmol c) -9565 kJmol
12) Para as reaccedilotildees do problema 11 determine ∆So a 298K a partir dos dados das
tabelas de propriedades termodinacircmicas
Respostas a) -39073 JKmol b) -15290 JKmol
13) Para as reaccedilotildees do problema 11 determine ∆Gro para cada reaccedilatildeo a 298K
a) utilizando os resultados do problema 11 e 12 e
b) utilizando os valores de∆
Gf
o
a 298 K dado nas tabelasResposta -100753 kJmol -99041 kJmol -9496 kJmol Os resultados de a e
b satildeo iguais
14) Vimos que a energia livre de Gibbs pode ser determinada atraveacutes de variaacuteveis
naturais (mensuraacuteveis experimentalmente) como T V e P onde a derivada
parcial de G em funccedilatildeo de P a T=constante eacute igual a V Considerando esta
informaccedilatildeo avalie a espontacircneidade para um processo no qual 0022 mol de um
gaacutes ideal expandido de 2505 psi de pressatildeo para 145 psi de pressatildeo agrave
temperatura ambiente de 298 K Resposta ∆G= -278 J portanto espontacircneo
