Questões de Química - Físico-química - Termoquímica - Entropia e energia livre de Gibbs
Ao se desmontar uma pilha lapiseira, dessas pilhas de 1,5 v, o Químico observou a presença das seguintes partes: 1- cátodo (pasta de MnO2; ZnCl2; NH4Cl); 2- condutor (grafite); 3-ânodo (Zn). Do ponto de vista termodinâmico, a energia livre de Gibbs (∆G) é uma grandeza que mede a energia (total) atrelada a um sistema termodinâmico que possa realizar trabalho “útil”. O ∆G de uma reação pode ser facilmente relacionado com a diferença de potencial de uma pilha (∆E) a partir da seguinte equação: ∆G(reação) = - nF∆E; para “n”= número de elétrons e “F”= constante de Faraday. As reações redox, espontâneas, geram energia e produzem trabalho útil. No caso das pilhas ou células galvânicas, esse trabalho é denominado de trabalho elétrico.
Assim, no processo de funcionamento de uma pilha, é correto afirmar que o trabalho útil se reflete na capacidade de movimentação do elétron do
A cientista baiana Viviane dos Santos Barbosa recebeu premiação máxima em 2010 pelo desenvolvimento de catalisadores metálicos nanoestruturados. O controle de dimensões em escala nanométricas tem o potencial de gerar novas propriedades catalíticas, garantindo maior grau de porosidade do material e reduzindo a quantidade de catalisador utilizado.
Fonte: BAHIA, Fundação de amparo à pesquisa do Estado da Bahia. Baiana com especialização na área de nanotecnologia recebe prêmio na Finlândia. Bahia, 23 nov. 2010. Disponível em:http://www.fapesb.ba.br/baianacom-especialização-na-area-de-nanotecnologia-recebe-premio-na-finlandia/. Acesso em: 28 maio 2023. (Adaptado).
Os catalisadores são substâncias que alteram a velocidade das transformações químicas. Muitos deles atuam sobre a etapa mais lenta da reação, facilitando a formação do complexo ativado. O uso desses compostos pode reduzir a quantidade de reagentes, auxiliar na síntese de produtos menos agressivos, aumentar a eficiência energética, evitar a formação de subprodutos indesejáveis e facilitar a degradação de substâncias tóxicas no meio ambiente.
Fonte: SANTOS, W. L. P. S; MÓL, G. S. Química cidadã: volume 2: ensino médio: 2ª série/2ª ed. São Paulo: Editora AJS, 2013. (Adaptado).
Uma reação química com e sem catalisador e as diferentes energias envolvidas é representada pelo gráfico a seguir.
Com base no gráfico e nos valores de x, y, z e w, é correto afirmar que
Na mitocôndria, ocorre o processo final das vias de degradação oxidativa, chamado de cadeia de transporte de elétrons. Nesse processo, os elétrons provindos do NADH e FADH2 são transportados por complexos proteicos dispostos espacial e energeticamente, de modo que formem um gradiente de energia livre, em que o fluxo de elétrons vai do componente de maior energia livre para o de menor. O receptor final dos elétrons é a molécula de oxigênio, que é convertida em água. O potencial redox está relacionado com a energia livre através da relação ΔG = nF(-ΔE), em que ΔG é a variação de energia livre, ΔE é a variação de potencial, n é número de elétrons e F é a constante de Faraday. Na tabela abaixo, são fornecidos alguns componentes presentes na cadeia de transporte de elétrons e os respectivos valores de potencial de redução.
Respeitando o gradiente de energia livre, o fluxo de elétrons deve percorrer a sequência mostrada em:
Os espetáculos de fogos de artifício são mais que uma forma de entretenimento: os efeitos e as cores visualizadas resultam de reações entre diferentes sais, agentes oxidantes e redutores. Na pólvora (a carga explosiva dos fogos), agentes oxidantes, como o perclorato de potássio (KClO4), estão misturados com agentes redutores, como o enxofre, o que é responsável pela produção da energia necessária para a explosão.A seguir, são apresentadas as equações químicas não balanceadas= das reações que ocorrem no processo de explosão de determinados tipos de fogos de artifício.
As luzes coloridas emitidas durante a queima de fogos são resultado da luminescência, fenômeno que ocorre quando os elétrons dos átomos dos sais metálicos, previamente excitados pela energia da explosão, retornam aos níveis energéticos de origem, liberando energia na forma de fótons de luz visível. A tabela a seguir mostra alguns elementos e as cores características que eles produzem na luminescência.
A partir das informações do texto, julgue o item.
Do ponto de vista termodinâmico, a reação I ocorre com aumento de desordem, apresentando variação positiva de entropia nas condições da explosão.
Durante um processo físico, a informação mais importante é a relativa à variação da entropia, e não a do seu valor absoluto. No século XIX, Clausius determinou que a variação da entropia de um sistema, em um processo reversível e à temperatura T, em Kelvin, é dada por ΔS = ΔQ/T, em que ΔI é a quantidade de calor adicionado. Com relação a esse conceito, considere a situação em que 30 g de gelo, inicialmente a 0 ºC, transforma-se em água a 0 ºC. Considere, ainda, que o calor latente de fusão do gelo seja 80 cal/g.
Com base nessas informações, julgue o próximo item.
Como a fusão do gelo é um processo irreversível, o módulo da variação de entropia da vizinhança é igual ao da variação da entropia do sistema.
O gráfico que representa a reação de combustão do metanol é:
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