FUP - Faculdade UnB Planaltina Disciplina: Energia e Dinâmica das Transformações Químicas Professor: Alex Fabiano C. Campos 1. Diferencie em termos de natureza, a energia cinética da energia potencial. Cite alguns tipos de energia cinética e de energia potencial. Conceitue energia interna. 2. Do ponto de vista da termodinâmica, conceitue sistema, vizinhança, universo e fronteira. 3. Calor e trabalho são formas de energia? Explique. 4. Qual é o significado termodinâmico da variação de entalpia? 5. Explique a diferença entre processos endotérmicos e exotérmicos. Relacione-os à variação de entalpia do sistema. 6. Analisando sobre o ponto de vista das ligações químicas, por que uma reação absorve ou libera calor? Explique. 7. Explique por que as energias de ligação decrescem do HF para o HI. 8. Conceitue calor de formação e cite exemplos. 9. Conceitue função de estado e cite exemplos. Calor e trabalho são funções de estado? Por quê? 10. Qual é a função da lei de Hess? Explique seu fundamento teórico. 11. O que são processos espontâneos? Explique. 12. Dê exemplos e faça distinção entre energia organizada e energia desorganizada. 13. Como a segunda lei da termodinâmica pode ser enunciada em termos de energia organizada e energia desorganizada? Como ela se relaciona com o sentido do fluxo de calor? 14. Qual a variável física é empregada como uma medida do grau de desordem de um sistema? Exemplifique. 15. A água evapora de uma solução salina e deixa cristais de sal que possuem grau de ordenamento maior do que o movimento mais aleatório das moléculas na água salgada. A segunda lei da termodinâmica foi violada? Justifique. 16. Enquanto o ser humano se desenvolve, desde feto, ele se torna bioquimicamente mais ordenado com o tempo. Como base em seus conhecimentos sobre termodinâmica, responda ao que se pede.

a) Durante esse desenvolvimento o que acontece com a entropia do ser humano, aumenta ou diminui?

b) Esse fenômeno de desenvolvimento viola a Segunda Lei da Termodinâmica? Justifique. 17. Qual é o significado termodinâmico da variação de energia livre. Exemplifique.

18. Sem realizar cálculos, prediga se ocorre um aumento ou uma diminuição de entropia em cada um dos seguintes processos:

a) Cl2(g) + H2O(l) HCl(aq) + HClO(aq) b) Cu3(PO4)2(s) 3 Cu2+

(aq) + 2 PO43-

(aq) c) SO2(g) + Br2(g) + 2 H2O(l) H2SO4(aq) + 2 HBr(aq)

19. A variação de entalpia de uma reação na fase gasosa, HR, pode ser obtida indiretamente por duas

maneiras distintas: 1) pelas diferenças entre as entalpias de formação, Hf, dos produtos e dos reagentes; 2) pela diferença entre as entalpias de ligação, HL, das ligações rompidas e das ligações formadas. Considerando a reação e as tabelas a seguir:

a) determine o valor de HR. b) calcule a entalpia de formação para o H3CCl(g). 20. Considerando as reações abaixo: C2H2(g) + 5/2 O2(g) 2 CO2(g) + H2O(ℓ) H = - 1299,5 kJ C(grafite) + O2(g) CO2(g) H = - 393,5 kJ H2(g) + ½ O2(g) H2O(ℓ) H = - 285,8 kJ utilize a lei de Hess e calcule o calor de formação de C2H2(g) 21. Quando se adiciona cal viva (CaO) à água, há uma liberação de calor devida à seguinte reação

química:

CaO + H2O Ca(OH)2 H

Sabendo-se que as entalpias de formação dos compostos envolvidos são a 1 atm e 25°C (condições padrão):

H (CaO) = -151,9 kcal/mol

H (H2O) = -68,3 kcal/mol

H (Ca(OH)2) = -235,8 kcal/mol

calcule a energia liberada na reação mencionada. 22. Numa câmara de combustão de 8,2 L, queima-se completamente uma determinada quantidade de gás propano a 500 K, de acordo com a reação não-balanceada:

C3H8(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l).

Nesse processo, são liberados 6660 kJ de energia para as vizinhanças. Considerando-se que todos os gases comportam-se idealmente e sabendo-se que o calor de combustão do propano nas condições do experimento é de -2220 kJ por mol propano queimado, calcule: a) a relação entre as pressões inicial (antes da reação) e final (após a reação) dentro da câmara de combustão; b) a pressão parcial do propano na câmara antes da reação ser efetuada. 23. Complete a tabela a seguir.

H -T S G = H - TS Conclusão Exemplo - - - Processo espontâneo em qualquer temperatura Combustão + + + - +

+ -

24. Um processo não-espontâneo exotérmico com S negativo pode se tornar espontâneo se a

temperatura for aumentada? Justifique. 25. Muitas das reações biológicas, como a formação do ATP, são acompanhadas de diminuição da

entropia do sistema. Então, como elas podem ocorrer?