Lista de Exerccios

Fsico-Qumica Cap. 11 e 12

Prof. Dr. Rodrigo M. Pontes

1. (Castellan 11.3) Considere dois gases puros A e B cada um a 25 oC e 1 atm de presso. Calcule a

energia de Gibbs relativa aos gases no-misturados de

a) uma mistura de 10 mol de A e 10 mol de B;

b) uma mistura de 10 mol de A e 20 mol de B;

c) Calcule a variao da energia de Gibbs no caso de 10 mol de B serem adicionados mistura de 10

mol de A com 10 mol de B.

2. (Ball, 5.7) A hemoglobina estabelece um equilbrio com o gs oxignio no sangue muito

rapidamente. O equilbrio pode ser representado por

heme + O2 hemeO2

Onde heme significa hemoglobina e hemeO2 significa o complexo de hemoglobina com

oxignio. O valor da constante de equilbrio cerca de 9,2 x 1018. Monxido de carbono tambm se

liga hemoglobina por meio da seguinte reao:

heme + CO hemeCO

Esta reao tem uma constante de equilbrio de 9,2 x 1023. Que direo est mais deslocada na direo

dos produtos? Sua resposta justifica a toxidez do CO?

3. (Castellan 11.8) A 500 K temos os seguintes dados:

Substncia 500o /(kJ/mol) 500

o /(J/K mol) HI(g) 32,41 221,63 H2(g) 5,88 145,64

I2(g) 69,75 279,94

Um mol de H2 e um mol de I2 so colocados em um recipiente a 500 K. A essa temperatura, apenas

os gases esto presentes e o equilbrio

H2(g) + I2(g) 2HI(g)

estabelecido. Calcule Kp, a 500 K, e a frao molar de HI presente a 500 K e 1 atm. Qual dever ser

a frao molar do HI a 500 K e 10 atm?

4. (Castellan 11.12) Considere a dissociao do tetrxido de nitrognio: N2O4(g) 2NO2(g) a

25 oC. Suponha que um mol de N2O4 est no interior de um recipiente sob 1 atm de presso. Usando

dados de energia de Gibbs de formao, calcule o grau de dissociao.

5. (Castellan 11.20) Considere o equilbrio

C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)

A 1.000 K e a 1 atm de presso o C2H6 introduzido em um recipiente. No equilbrio, a mistura

consiste de 26 mol porcento de H2, 26 mol porcento de C2H4 e 48 mol porcento de C2H6.

a) Calcule o valor de Kp a 1.000 K.

b) Se Ho = 137,0 kJ/mol, qual o valor de Kp a 298,15 K?

c) Calcule o Ho, a 298,15 K, para essa reao.

6. (Atkins, E9.10a) Calcule a mudana percentual na constante de equilbrio Kx da reao H2CO(g)

CO(g) + H2(g) quando a presso total aumentada de 1,0 bar para 2,0 bar a temperatura

constante. [50%]

7. (Castellan 11.24) Considere a sntese do formaldedo:

CO(g) + H2(g) CH2O(g)

A 25 oC, Go = 24 kJ/mol e Ho = -7 kJ/mol. Para o CH2O(g) temos:

/ = 2,263 + 7,021(103) 1,877(106)2.

As capacidades calorficas do H2(g) e do CO(g) so dadas na Tab. 7.1 do G. Castellan. Calcule o

valor de Kp a 1.000 K admitindo que Ho seja independente da temperatura.

8. (Atkins, E6.1a) A presso de vapor do diclorometano a 24,1 oC 400 Torr e sua entalpia de

vaporizao 28,7 kJ mol-1. Estime a temperatura na qual sua presso de vapor 500 Torr. [303 K]

9. (Atkins, E6.2a) O volume molar de um certo slido 161,0 cm3 mol -1 a 1,00 atm e 350.75 K, sua

temperatura de fuso. O volume molar do lquido na mesma temperatura e na mesma presso 163,3

cm3 mol-1. A 100 atm, a temperatura de fuso muda para 351,26 K. Calcule a entalpia e a entropia de

fuso do slido. [+16 kJ/mol; +45,2 J/K.mol]

10. (Atkins, E6.9a) O naftaleno, C10H8, funde a 80,2 oC. Se a presso de vapor do lquido 10 Torr a

85,8 oC e 40 Torr a 119,3 oC, use a equao de Clausius-Clapeyron para calcular (a) a entalpia de

vaporizao, (b) o ponto de ebulio normal, e (c) a entropia de vaporizao no ponto de ebulio.

[+49 kJ/mol; 216 oC; +99 J/K.mol]

11. Calcule o ponto de fuso do gelo sob uma presso de 50 bar. Assuma que a densidade do gelo sob

essas condies aproximadamente 0,92 g cm-3 a da gua lquida 1,00 g cm-3.

12. (Atkins, P6.1) Antes de se descobrir que o freon-12 (CF2Cl2) era prejudicial para a camada de

oznio da Terra, ela era frequentemente utilizado como o agente dispersante em latas de sprays para

spray de cabelo, etc. Sua entalpia de vaporizao no seu ponto de ebulio normal de -29,2 oC 20,25

kJ/mol. Estime a presso que uma lata de spray para cabelo usando freon-12 tinha que suportar a

40 oC, a temperatura de uma lata que ficou exposta ao sol. Assuma que a entalpia de vaporizao seja

constante ao longo do intervalo de temperatura envolvido e igual ao seu valor a -29,2 oC. [9 atm]

13. O diagrama de fase para a gua apresentado ao lado.

Explique todas as transformaes que ocorrem ao se

percorrer o diagrama horizontalmente a 1 atm e em

qualquer presso abaixo de 611 Pa. Aplique a regra das

fases de Gibbs para cada regio do diagrama, incluindo

as fronteiras e o ponto triplo.

14. (12.17 Castellan) A 1 atm de presso o gelo funde a 273,15 K. = 6,009 kJ/mol, densidade

do gelo = 0,92 g/cm3, densidade do lquido = 1,00 g/cm3.

a) Qual o ponto de fuso do gelo a 50 atm de presso?

b) A lmina de um patim (de gelo) termina em forma de faca em cada lado do patim. Se a largura da

borda das facas de 0,025 mm e o comprimento do patim em contato com o gelo de 75 mm, calcule

a presso exercida sobre o gelo por um homem que pese 65 kg.

c) Qual o ponto de fuso do gelo sob esta presso?