Questões de Química - Físico-química - Termoquímica - Entropia e energia livre de Gibbs

    A concentração de arsênio nas águas subterrâneas é uma grande preocupação de saúde pública. O modelo de IA pode ser utilizado para prever a distribuição geoespacial de arsênio (As), oferecendo uma melhoria significativa na precisão e no detalhamento das previsões das contaminações e facilitando a escolha de estratégias de remediação de acordo com a química local da água. A reação de oxirredução do arsênio nos habitats de bactérias redutoras de ferro pode ser representada pela equação química balanceada a seguir.

 

 

Tendo essas informações como referência inicial e considerando que, para essa reação, a  seja a variação da energia livre de Gibbs, que seja a variação da entalpia e que julgue o item a seguir.

Conforme a classificação de força de um oxiácido, o e o são, respectivamente,

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

Considerando o capítulo de termodinâmica química, atente para as seguintes proposições:

 

I. A energia livre depende da temperatura.

II. Todas as reações exotérmicas são espontâneas.

III. Em uma reação química, a variação de entropia é sempre positiva.

IV. Em algumas reações químicas, a variação de entalpia coincide com a variação da energia interna.

V. A variação de entropia de uma reação espontânea pode ser negativa.

 

É correto somente o que se afirma em

Basicamente existem dois tipos de reações químicas: aquelas que ocorrem com transferência de elétrons e aquelas que ocorrem sem a transferência de elétrons. A ocorrência espontânea de uma dada reação química depende especialmente de fatores termodinâmicos. Dizemos que a reação é favorável se, no sentido em que ela se processa, houver uma diminuição de energia útil do sistema, também denominada de energia livre de Gibbs. Por outro lado, indícios termodinâmicos para a espontaneidade de uma reação não informam sobre a cinética da mesma, ou seja, podemos ter uma reação termodinamicamente favorável que ocorra em anos e outra que ocorra em segundos. Apesar do exposto e devido ao conhecimento acumulado sobre as reações químicas, sem recorrermos a cálculos de energia livre ou de energias de ativação, por exemplo, podemos prever se uma dada reação sem transferência de elétrons tem tendência a ocorrer, através de considerações acerca dos possíveis produtos. Em outras palavras, as reações citadas, especialmente em meio aquoso, ocorrem quando há: 1) a formação de produtos insolúveis; 2) o desprendimento de gases; 3) a formação de compostos menos ionizados.

 

Com base no texto, analise os reagentes nas três reações mostradas abaixo e assinale a opção CORRETA a respeito da previsão de ocorrência ou não das reações químicas mostradas.

 

I) CaCO₃ (s) + HCl (aq) → Produtos
II) Mg(OH)₂ (s) + HNO₃ (aq) → Produtos
III) NaCl (aq) + KNO₃ (aq) → Produtos

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.