IME 7 QUESTÕES BJETIVAS Teste Valor:,5 Para o grafite, ρ = 5 kg/m, ρ = 5 kg/m, e = e - S = 5,7 kj/(mol.k). Para o diamante, - S =,4 kj/(mol.k). Na conversão do grafite em diamante, G =,9 kj/mol. om base nestas informações, é correto afirmar que: (A) grafite e diamante são exemplos de carbono puro, mas não são formas alotrópicas de um mesmo elemento. (B) em altas pressões, o diamante é menos estável que o grafite. () o diamante pode se transformar, de forma espontânea, em grafite. (D) a conversão do grafite em diamante é exotérmica. (E) altas pressões favorecem a formação de grafite. Resolução: alternativa bservação: na prova original algarismo 9, que foi acrescentada ao enunciado acima alterou a possibilidade de resolução da questão. Análise das alternativas: G = 9 kj/mol, faltou a vírgula entre o algarismo e o ( G =,9 kj/mol). Porém, isto não (A) Incorreta. Grafite e diamante são exemplos de substâncias puras que apresentam estruturas diferentes, porém são formadas pelo mesmo elemento químico (carbono), ou seja, são alótropos. (B) Incorreta. Em altas pressões, o diamante é mais estável que o grafite. bserve o esboço do diagrama de fases do carbono: () orreta. diamante pode se transformar, de forma espontânea, em grafite. Primeiro raciocínio possível: Sabemos que, quando G > o processo não será espontâneo, ou seja, só com ajuda de energia externa o processo conseguirá chegar ao final. Quando G = o processo estará em equilíbrio, ou seja, não sofre alteração. Quando G < o processo é espontâneo e irreversível. Na conversão do grafite em diamante, G =,9 kj/mol, ou seja, G >. onclusão: grafite diamante não é espontâneo. Porém, na conversão do diamante em grafite, onclusão: diamante grafite é espontâneo. G = -,9 kj/mol, ou seja, G <.
Segundo raciocínio possível: G = T S (I) = E + P V (II) int erna interna - - - diamante grafite S = S S = (,4 5,7 ) =, E = enegia interna a volume constante = P = atm ρ grafite =.5 kg/m ρ diamante > ρ grafite diamante.5 kg/m ρ = onclusão : V < V diamante diamante V = V V < De (I) e (II), vem : grafite G = Einterna + P V T S < grafite 98 -, x G = x,984 G < (o processo é espontâneo) kj mol.k (D) Incorreta. A conversão do grafite em diamante é endotérmica. o Supondo T = 5 = 98 K, vem : kj Ggrafite diamante = +,9 mol - kj S grafite = 5,7 mol.k - kj S diamante =,4 mol.k - - - diamante grafite S = S S = (,4 5,7 ) =, G = T S +,9 = [98 (, )] +,9 = + 98, 4 - - = +,966 kj +,9 kj ( > ; processo endotérmico). kj mol.k (E) Incorreta. bserve o diagrama a seguir.
Teste Valor:,5 No esboço da Tabela Periódica abaixo estão discriminados os números de nêutrons dos isótopos mais estáveis de alguns elementos. onsidere agora um composto iônico binário, em que: (i) o cátion, de carga +, possui prótons; (ii) o ânion, de carga, possui elétrons. A massa de mol deste composto é aproximadamente igual a: (A) 8 g (B) g () g (D) 9 g (E) 5 g Resolução: alternativa B (i) cátion ( + ), de carga + (grupo ), possui prótons. prótons + nêutrons (vide tabela) = 4 núcleons 4 u 4 g/mol (ii) ânion (A - ), de carga (grupo 5), possui elétrons; 7 elétrons no átomo, ou seja possui 7 prótons. 7 prótons + 7 nêutrons (vide tabela) = 4 núcleons 4 u 4 g/mol + A A A = 4 + 4 = g/mol Teste Valor:,5 As moléculas ΦF 4, ΨF4 e Ω F5 apresentam, respectivamente, formas geométricas que se aproximam das figuras (), () e (), mostradas a seguir, no modelo de bola e palito:
Sabendo-se que " Φ", " Ψ" e " Ω " representam elementos da tabela periódica, assinale a alternativa correta que indica, na sequência, as possíveis identidades destes elementos: (A) Br, Te, Sb (B) As, Sn, Sb () Se, Sb, l (D) Xe, S, P (E) Bi, Pb, As Resolução: alternativa D Percebe-se pela geometria apresentada, que: () A hibridização de Φ é sp d. Xe (Z = 54): s s p 6 s p 6 4s d 4p 6 5s 4d 5p 6 Xe (camada de valência): ibridização: Geometria: pirâmide de base quadrada () A hibridização de Ψ é sp d. S (Z = 6): s s p 6 s p 4 d S (camada de valência): 4
ibridização: Geometria: gangorra. () Bipirâmide de base triangular: a hibridização de Ω é P (Z = 5): s s p 6 s p d P (camada de valência): sp d. ibridização: Geometria: bipirâmide de base triangular. Teste 4 Valor:,5 A figura a seguir representa as curvas de solubilidade de duas substâncias A e B. 5
om base nela, pode-se afirmar que: (A) No ponto, as soluções apresentam a mesma temperatura mas as solubilidades de A e B são diferentes. (B) A solução da substância A está supersaturada no ponto. () As soluções são instáveis no ponto. (D) As curvas de solubilidade não indicam mudanças na estrutura dos solutos. (E) A solubilidade da substância B segue o perfil esperado para a solubilidade de gases em água. Resolução: alternativa E Análise das afirmações: (A) Incorreta. No ponto, as soluções A e B apresentam a mesma temperatura e as mesmas solubilidades. (B) Incorreta. A solução da substância A está saturada no ponto no qual ocorre um pico na solubilidade de A. () Incorreta. No ponto a solução A está insaturada, ou seja, estável e a solução B estará supersaturada, ou seja, instável. (D) As curvas de solubilidade podem indicar mudanças na estrutura dos solutos. Por exemplo, no ponto a estrutura cristalina pode ter sido alterada com a hidratação do composto, antes, anidro. (E) A solubilidade da substância B segue o perfil esperado para a solubilidade de gases em água, ou seja, com a elevação da temperatura a solubilidade dos gases diminui em água, pois a constante de enry depende da temperatura. bserve: 6
A partir da equação de estado de um gás ideal, vem : p X V = n R T pressão parcial n px = V R T px [X(g)] = R T X(g) X( l) K eq [X( l)] = [X(g)] [X( l)] px K eq = [X( l)] = Keq px R T R T Keq [X( l)] = px R T ons tante de enry (K ) [X( l)] = K p X Teste 5 Valor:,5 Um isótopo de cromo, de massa atômica 54, constitui 5 % da massa de um óxido formado exclusivamente pelo isótopo e por oxigênio. A partir dessa informação, pode-se estimar que a fórmula mínima do óxido e o calor específico do cromo-54 são: (A) r e, cal/(g. o ) (B) r e,8 cal/(g. o ) () r 6 e, cal/(g. o ) (D) r e,6 cal/(g. o ) (E) r 4 e,8 cal/(g. o ) Resolução: alternativa A r = 54 r 5% 47% r r r 5 47,98,9 54 6 De acordo com a regra de Dulong Petit : R J 6, 4 cal c ou c o M g.k M g. M = 54 g/mol 6, 4 6, 4 cal c c, o M 54 g. Teste 6 Valor:,5 Uma empresa de galvanoplastia produz peças especiais recobertas com zinco. Sabendo que cada peça recebe 7 g de Zn, que é utilizada uma corrente elétrica de,7 A e que a massa molar do zinco é igual a 65 g/mol, qual o tempo necessário para o recobrimento dessa peça especial? (onstante de Faraday: F = 965.mol ) 7
(A) 4 h e 45 min. (B) 6 h e min. () 8 h e 5 min. (D) h e min. (E) h e 45 min. Resolução: alternativa + Zn + e Zn 96.5 65 g Q Q =.784,65 i =,7 A Q = i t.784,65 =,7 t t = 9.69,7 s 7 g t = 8,4786 h = 8 h e 4,87 min t 8 h e 5 min Teste 7 Valor:,5 benzeno sofre acilação de Friedel-rafts, com All a 8 o, produzindo a fenil metil cetona com rendimento acima de 8 %. Para que esta reação ocorra, é necessária a presença de um outro reagente. Dois exemplos possíveis deste outro reagente são: (A) cloreto de etanoila e etanoato de etanoila. (B) propanona e ácido etanoico. () brometo de etanoila e metanal. (D) brometo de propanoila e etanoato de etila. (E) etanol e etanal. Resolução: alternativa A benzeno sofre acilação de Friedel-rafts, com All a 8 o, produzindo a fenil metil cetona, então: + R All l + l R + All l + l cloreto de etanoila fenil-metil-cetona 8
+ etanoato de etanoila All + fenil-metil-cetona Teste 8 Valor:,5 A limpíada deve ser disputada sem o fantasma da fraude química, dentro do princípio de que, tanto quanto é importante competir, vencer é prova de competência. (Jornal Globo, 8/5/6) onsidere que um atleta tenha consumido 64 mg de um anabolizante e que, após 4 dias, o exame antidoping tenha detectado apenas,5 mg deste composto. Assumindo que a degradação do anabolizante no organismo segue uma cinética de ª ordem, assinale a alternativa que apresenta o tempo de meia-vida da substância no organismo do atleta. (A) 4 horas (B) 6 horas () 8 horas (D) horas (E) 48 horas Resolução: alternativa D Assumindo que a degradação do anabolizante no organismo segue uma cinética de ª ordem, vem: minicial mfinal = n 64 mg,5 mg = n n 64 =,5 n n 8 = 56 = n = 8; t = 4 dias = 96 h t total total = n t 96 h = 8 t t = horas Teste 9 Valor:,5 Assinale a alternativa correta. (A),-diclorociclopentano pode ser encontrado em duas configurações estereoisoméricas. (B) metilcicloexano pode ser encontrado em duas configurações estereoisoméricas, que diferem entre si na posição do grupo metila (equatorial ou axial). () Existem dois enantiômeros do,-dibromopropadieno. (D) Existem três diastereoisômeros do,4-diclorocicloexano. (E) Existem dois enantiômeros do,-dicloroeteno. Resolução: alternativa 9
Análise das afirmações: (A) Incorreta.,-diclorociclopentano pode ser encontrado em três configurações estereoisoméricas: l * * carbono quiral l * d-trans-,-dicloropentano l-trans-,-dicloropentano l l meso-cis-,-dicloropentano (B) Incorreta. A conformação do metilcicloexano com o grupo metila equatorial é cerca de,7 kcal/mol mais estável do que aquela com o grupo metila em axial. Nas condições ambientes, 95 % das moléculas do metilcicloexano estão na conformação com o grupo metila equatorial. bservação teórica: a conformação de cadeira é mais estável do que a de barco, mais de 99 % das moléculas estão em um dado instante nesta conformação. Por isso, ignora-se, a conformação de barco na resolução da questão. E A E E A A A A E E A E E A (posição equatorial) (posição axial) () orreta. Existem dois enantiômeros do,-dibromopropadieno (esta molécula não apresenta plano de simetria, ou seja, é opticamente ativa): d, dibromopropadieno e l, dibromopropadieno.
(D) Incorreta. Existem dois diastereoisômeros do,4-diclorocicloexano: l l 4 l 4 is l l l 4 4 l Trans l (E) Incorreta. Existem dois diasteroisômeros do,-dicloroeteno: l l cis-dicloroeteno l l trans-dicloroeteno Teste Valor:,5 onsidere a reação, em equilíbrio, de produção do alvejante gasoso dióxido de cloro, que ocorre em um sistema reacional: l (g) + Nal (s) l (g) + Na l (s) Nessa situação, assinale a alternativa correta. (A) A adição de mais clorito de sódio ao sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir mais alvejante gasoso. (B) A razão entre as constantes de equilíbrio K P/K é igual a,8568. T, em que T é a temperatura do sistema reacional, medida em kelvin. () A retirada parcial de cloreto de sódio do sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir menos alvejante gasoso. (D) A constante de equilíbrio K P é igual à constante de equilíbrio K. (E) Para duas diferentes temperaturas do sistema reacional, desde que elevadas e compatíveis com a manutenção do equilíbrio, o valor numérico da constante de equilíbrio K P é o mesmo, mantendo inalterada a produção de alvejante gasoso.
Resolução: alternativa B Análise das afirmações: (A) Incorreta. A adição de mais clorito de sódio sólido ao sistema não desloca o equilíbrio, pois sua concentração é constante. orito de sódio l (g) + Nal (s) l (g) + Na l(s) K [l (g)] equilíbrio = [ l(g)] (B) orreta. Para relacionarmos pressão parcial de um gás com o volume da mistura, número de mols e temperatura, nós precisamos de uma equação matemática adequada, a equação de estado de um gás: PV = nrt, na qual: P = a pressão parcial que um dos gases exerce no equilíbrio. V = volume da mistura gasosa em equilíbrio. n = número de mols do gás. R = constante universal dos gases. Então, podemos deduzir: Sendo assim temos as concentrações de cada substância gasosa expressas em função da pressão, da temperatura e da constante universal. bserve: Substituindo as concentrações de cada substância gasosa na fórmula: Teremos:
omo a constante de equilíbrio em função das pressões parciais dos gases (K P) é dada por: Teremos: l (g) + Nal (s) l (g) + Na l(s) K K [l (g)] = [ l(g)] n KP = K. (R.T) (p l (g) ) P = (p l(g) ) P P n R =,8 atm.l.mol.k ; T; n = = K K K K = (R.T) = (,8.T) =,8.T onclusão: a razão entre as constantes de equilíbrio K P/K é igual a,8568. T, em que T é a temperatura do sistema reacional, medida em kelvin.
() Incorreta. A retirada parcial de cloreto de sódio do sistema não desloca o equilíbrio da reação, pois sua concentração é constante. orito de sódio [l (g)] equilíbrio = [ l(g)] loreto de sódio l (g) + Nal (s) l (g) + Na l(s) K (D) Incorreta. A constante de equilíbrio K P não é igual à constante de equilíbrio K. K = K.,8.T P (E) Incorreta. valor numérico da constante de equilíbrio K P varia com a temperatura. G = R T lnk =, R T log K log K P G =, R T P P QUESTÕES DISSERTATIVAS DADS Informações de Tabela Periódica Elemento N Mg Al l K a Br Sn I Massa atômica (u),, 4, 6, 4, 7, 5,5 9, 4, 8, 9 7 Número atômico 6 7 8 7 5 5 5 onstantes: onstante de Faraday: F = 965.mol - onstante Universal dos Gases =,8 atm L K - mol - = 6, mmg L K - mol - = 8,4 J mol - K - ln =,69 ; ln =, e =,7 Dados: Entalpia padrão de formação da água gasosa pura a 98 K: = -4 J.mol - Entalpia de fusão do gelo: fus = kj kg - apacidade calorífica específica média da água: V = 4, kj kg- K- Equação de Nersnt:,59 E = E log Q n onversão: T(K) = t( o ) + 7 f 4
Questão (valor,) oxigênio e o hidrogênio combinam-se, em células de combustível, produzindo água líquida e gerando corrente elétrica. máximo trabalho elétrico útil que essas células produzem é dado por G = 7 J.mol -. om base nos dados fornecidos, calcule o ponto de ebulição da água. Aproxime por e S por S. Dados termodinâmicos: (g) (g) S = 6 J.mol.K S = J.mol.K ( l) (g) S = 7, J.mol.K S = 89 J.mol.K f = 4 J.mol Resolução: oxigênio e o hidrogênio combinam-se, em células de combustível, produzindo água líquida: (g) + (g) ( l) J.mol.K 7, J.mol.K 6 J.mol.K S = S S final inicial S = [7, ( + )] J.mol.K S = 64 J.mol.K G = 7 J.mol G = T S o T = 98 K (5 ) = 7 J.mol 98 K 64 J.mol.K = 48,87 J.mol 7 J.mol = 85,87 J.mol 85,87 J.mol 4 J.mol Dado do cabeçalho da prova : = 4 J.mol ( l) (g) vaporização = vaporização final inicial 7, J.mol.K 89 J.mol.K f ((g)) =? = [ 4 ( 85,87 )] J.mol vaporização = + 4,87 J.mol vaporização ( l) (g) S vaporização =? S = S S vaporização final S = (89 7,) J.mol.K vaporização S = + 9 J.mol.K vaporização G = (equilíbrio) inicial G = T S vaporização vaporização = + 4,87 T 9 4,87 T = = 68,67 K 9 T 68,7 K 5
Questão (valor,) Uma amostra de magnésio metálico reage completa e estequiometricamente com uma mistura de oxigênio e nitrogênio em proporção molar :, respectivamente, produzindo óxido de magnésio (sólido) e nitreto de magnésio (sólido). Em seguida, adiciona-se água em excesso aos produtos. Determine as massas de nitreto de magnésio e de magnésio, necessárias para liberar, L de amônia nas NTP, conforme o procedimento descrito. Resolução: Uma amostra de magnésio metálico reage completa e estequiometricamente com uma mistura de oxigênio e nitrogênio em proporção molar :, então: Mg(s) + (g) + N (g) Mg(s) + Mg N (s) A partir da reação com água dos produtos da equação anterior, vem : Mg N = ; V =,4 L. Molar (MTP) Mg(s) + Mg N (s) + ( l) Mg() (s) + 6N (g) m MgN = 5 g g 6,4 L m MgN, L Mg(s) + (g) + N (g) Mg(s) + Mg N (s) 4 g g m Mg m Mg = g 5 g Questão (valor,) om base nos potenciais-padrão de redução (E o red) disponíveis abaixo, determine a constante de equilíbrio para a oxidação do íon Fe + por oxigênio, a 5 º, em meio ácido, de acordo com a reação: + + + (g) + 4 (aq) + 4Fe (aq) 4Fe (aq) + ( l) Dados: (g) + 4 + (aq) + 4e - ( l) E o = +, V red + - o Fe (aq) + e Fe(s) E red = -,45 V + - o Fe (aq) + e Fe(s) E red = -,4 V Resolução: Para a obtenção da reação global, vem: + - o red (g) + 4 (aq) + 4e ( l) E = +, V; K + - o Fe (aq) + e Fe(s) E red = -,45 V; K + - o oxi Fe(s) Fe (aq) + e E = +,4 V; K + - (g) + 4 (aq) + 4e ( l); K + - 4Fe (aq) + 8e 4Fe(s); K 4Fe(s) 4Fe + - + + + (g) + 4 (aq) + 4Fe (aq) 4Fe (aq) + ( l) K = K K K eq (aq) + e ; K Global 6
Potencial padrão (E) para a comparação = V (5 ) A partir da equação de Nernst fornecida no cabeçalho da prova, vem :,59 E = E log K n n = número de mols de elétrons transferidos. o Para K :,59 = +, log K 4 log K = 8,88 K = 8,88 Para K :,59 =,45 log K 8 log K = 6,88 K = 6,88 Para K :,59 = +,4 log K log K = + 8,76 K = 8,766 8,88 6,88 8,766 K = K K K = eq,54, K = eq Questão 4 (valor,) As chamadas reações de substituição nucleofílica estão entre as mais importantes da Química rgânica. Elas podem ser unimoleculares (reações SN ) ou bimoleculares (reações SN ). s esquemas abaixo, nos quais Nu representa o nucleófilo e X o grupo de saída, ilustram de forma simplificada os mecanismos destas reações. 7
onsidere a reação de substituição nucleofílica entre o (S)--bromo--metil-hexano e a água (em acetona). a) Esta reação se processa por um mecanismo SN ou SN? Justifique sua resposta. b) Identifique, pela nomenclatura IUPA, o(s) principal(is) produto(s) orgânico(s) desta reação. Resolução: a) mecanismo SN ocorre na presença de acetona (propanona) que não fornece -, neste caso a água faz isto. mecanismo SN ocorre na presença de Na que fornece o produto de hidrólise ( - ). onclusão: esta reação se processa pelo mecanismo SN. ) Br + + Br - ) + + (nucleófilo) + ) + + + + ou arbono quiral + + Br - Br + + - + + - (nucleófilo) arbono quiral b) s principais produtos orgânicos desta reação são os isômeros: (S)-metil-hexan--ol e (R)-metil-hexan--ol. 8
Questão 5 (valor,) A celulose é um polímero natural constituído por milhares de meros originados da glicose ligados entre si. Um segmento desse polímero é representado por: Produz-se o trinitrato de celulose fazendo-se reagir celulose com ácido nítrico, na presença de ácido sulfúrico. Assim sendo, calcule o número de unidades monoméricas necessárias para gerar a cadeia polimérica de uma amostra padrão de trinitrato de celulose, cuja massa molar é,86 g/mol. 5 Resolução: Unidade monomérica: (67 () ) n Reação de esterificação com ácido nítrico : 4 n N + [ () ] n + [ ( N ) ] ( N ) = 97 g/mol 6 7 [ ( N ) ] =,86 g/mol n 97 =,86 S 6 7 n 6 7 n 6 7 n 5 5 5 n =, =. Número de unidades monoméricas necessárias para gerar a cadeia polimérica =.. Questão 6 (valor,) Uma solução aquosa A, preparada a partir de ácido bromídrico, é diluída com água destilada até que sua concentração seja reduzida à metade. Em titulação, 5 ml da solução diluída consomem 4 ml de uma solução hidróxido de potássio,5 mol/l. Determine a concentração da solução A, em g/l. Resolução: álculo do número de mols de hidróxido de potássio utilizado na titulação : [K] =,5 mol/l V = 4 ml. ml n,5 mol 4 ml nk =, mol K Br(aq) + K(aq) ( l) + KBr(aq) mol mol, mol, mol 9
inicial Br(inicial) Professora Sonia 5 ml (,5 L) da solução diluída consomem, mol de K, então : nbr, [Br] diluída = = =, mol/l V,5 De acordo com o texto : [Br] inicial [Br] diluída = [Br] inicial, mol/l = [Br] =,4 mol/l Br = 8 c =,4 8 =,4 g/l Questão 7 (valor,) Dê as fórmulas estruturais planas dos compostos orgânicos eletronicamente neutros, oriundos do etanal, em cada uma das reações abaixo: a) oxidação com ácido crômico; b) adição de cianeto de hidrogênio; c) adição de bissulfito de sódio; d) redução com boroidreto de sódio; e) reação de Tollens (solução de nitrato de prata amoniacal). Resolução: a) xidação com ácido crômico: + [] r 4 b) Adição de cianeto de hidrogênio: + N N c) Adição de bissulfito de sódio: - + NaS - S S Na + d) Redução com boroidreto de sódio: NaB 4
e) Reação de Tollens (solução de nitrato de prata amoniacal): AgN + N 4 [Ag(N ) ] + N 4 N + + [Ag(N ) ] N 4 + N + + N 4 + Ag(s) + N + Questão 8 (valor,) Determine, utilizando as informações abaixo, as possíveis funções químicas de uma substância orgânica composta por carbono, hidrogênio e oxigênio, sabendo que: ) a massa molar da substância é representada pela expressão 4n + 8; ) as frações mássicas de carbono, hidrogênio e oxigênio são representadas respectivamente pelas expressões: 6n/(7n+9), (n+)/(7n+9) e 8/(7n+9); ) n é o número de átomos de carbono da sua fórmula mínima; 4) na substância, o número de mols de oxigênio é /4 (um quarto) do número de mols de carbono. Resolução: = ; = ; = 6. m n = M m m m carbono hidrogênio oxigênio 6n 6n n = ncarbono = = (7n + 9) (7n + 9) (7n + 9) (n + ) (n + ) (n + ) = nhidrogênio = = (7n + 9) (7n + 9) (7n + 9) 8 8 = noxigênio = = (7n + 9) (7n + 9) 6 (7n + 9) Na substância noxigênio = n carbono 4 n = n = 4 (7n + 9) 4 (7n + 9) (fórmula mínima) n (n+ ) n (n+ ) n (n + ) (7n+ 9) (7n+ 9) (7n+ 9) ( n (n+ ) ) n' = 4n + 8 ( ) ( ) n + n + + 6 n' = 4n + 8 4n + 8 n' = 4n + 8 n' = Para n = 4, vem : 4 } Álcool ou éter.
Questão 9 (valor,) Um primeiro estudo da cinética da reação S (g) + (g) S (g) + (g) foi feito a 5 K, fornecendo os dados da tabela abaixo: [S ], mol/l [ ], mol/l Taxa, mol/(l.s),5,4,8,5,,8,75,,6 Um segundo estudo foi então realizado a 4 K, fornecendo: [S ], mol/l [ ], mol/l Taxa, mol/(l.s),5,,45 om base nesses dados, estime a energia de ativação da referida reação. Resolução: A partir da análise da tabela, teremos: v = K [S ] [ ],8 = K (,5) (,4) (I),8 = K (,5) (,) (II) b = b b a b Dividindo I por II, vem : (, 4) (,) a a b = = v = K [S ] [ ],8 = K (,5) (,) (II),6 = K (,75) (,) (III) (,75),6 = = a (,5),8 a = a a b Dividindo III por II, vem : a a a Equação da velocidade: v = K [S ] [ ] v = K [S ] A 5K: [S ] =,5 mol/l [ ] =, mol/l v =,8 mol/(l.s) b b b b Substituindo estes valores de concentração na equação da velocidade, teremos: v = K [S ],8 = K (,5) K =,888 5 K
A 4 K, vem: [S ] =,5 mol/l [ ] =, mol/l v =,45 mol/(l.s) Substituindo estes valores de concentração na equação da velocidade, teremos: v = K [S ], 45 = K (,5) K = 5,7 4K K = A e Eativação R T Eativação lnk = lna + ln e R T Eativação lnk = lna + R T Eativação lnk4 K = lna + R 4 Eativação lnk5 K = lna + R 5 Eativação ln5,7 = lna + R 4 Eativação ln,888 = lna + R 5 Subtranindo a primeira linha da segunda, vem : Eativação Eativação ln5,7 ln,888 = + R 4 R 5 5,7 Eativação Eativação ln = +,888 R 4 R 5 5,7 ln ln =, (valor fornecido no cabeçalho da prova),888 Eativação Eativação, = + R 4 R 5 R = 8,4 J.mol. K Eativação 5 Eativação 4, = + 8,4 4 5 8,4 5 4, 8,4 5 4 = 5 E ativação ativação E = 6.96,9 J 6,97 kj
Questão (valor,) A técnica de smometria de Pressão de Vapor (PV) permite determinar a massa molar de uma substância desconhecida através da quantificação da diferença de temperatura ( T) entre uma gota de solução diluída da substância desconhecida e uma gota do solvente puro utilizado nesta diluição, em câmara saturada com o mesmo solvente, conforme o dispositivo abaixo. A diferença de temperatura ( T) tem relação direta com o abaixamento da pressão de vapor ( P), conforme a expressão: RT T =. P P vap em que R = constante universal dos gases ideais, T = temperatura de ebulição do solvente puro, P = pressão de vapor do solvente puro e vap = entalpia de vaporização do solvente puro. Demonstre que, segundo a técnica de PV, a massa molar M de uma substância desconhecida pode ser quantificada por: RT W M M =. T vap em que M = massa molar do solvente e W = fração mássica do soluto desconhecido na solução diluída. Resolução: A partir da equação fornecida para o cálculo de Δ T, vem: RT T =. P (I) P vap Parasoluções diluídas : n + n n. P n n M m M = X = = = = P m n + n n m M W M M RT T W M vap m M m W (fração mássica do soluto) = m P M = P (II) Substituindo (II) em (I), teremos : = Isolando M, vem : W M RT M =. (conforme se queria demonstrar) T vap 4