A análise dos dados termodinâmicos de reações permite a previsão da espontaneidade. Na tabela a seguir estão…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A análise dos dados termodinâmicos de reações permite a previsão da espontaneidade. Na tabela a seguir estão apresentados os dados termodinâmicos de duas reações químicas. Tabela: Reação | ?H_r°, kJ/mol | ?S_r°, J/mol | ?G_r°, kJ/mol (200 K / 2800 K) (i) N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g) | -20,0 | -25 | -15,0 / +50,0 (ii) MgO(s) + CO(g) ? Mg(s) + CO2(g) | +30,0 | +5 | +29,0 / +16,0 A partir dos dados apresentados, identifique as seguintes afirmativas como verdadeiras (V) ou falsas (F): ( ) A diminuição da temperatura desfavorece a espontaneidade da reação (i). ( ) O aumento da temperatura favorece a espontaneidade da reação (ii). ( ) Na temperatura de 400 K, a reação (i) será espontânea. ( ) Na temperatura de 4000 K, a reação (ii) será espontânea. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. A análise dos dados termodinâmicos de reações permite a previsão da espontaneidade. Na tabela a seguir estão apresentados os dados termodinâmicos de duas reações químicas. A partir dos dados apresentados, identifique as seguintes afirmativas como verdadeiras (V) ou falsas (F): ( ) A diminuição da temperatura desfavorece a espontaneidade da reação (i). ( ) O aumento da temperatura favorece a espontaneidade da reação (ii). ( ) Na temperatura de 400 K, a reação (i) será espontânea. ( ) Na temperatura de 4000 K, a reação (ii) será espontânea. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. (UFPR 2015)
- A) V – V – V – F.
- B) V – F – V – F.
- C) F – V – F – V.
- D) F – V – V – F.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- A espontaneidade é dada por ΔG = ΔH - TΔS, com ΔH em kJ/mol, T em K e ΔS convertido de J/(mol·K) para kJ/(mol·K), ou seja, dividido por 1000. A reação é espontânea quando ΔG < 0. Passo 2: Reação (i): ΔH = -20,0 kJ/mol e ΔS = -0,025 kJ/(mol·K). Como ΔS é negativo, o termo -TΔS é positivo e fica menor quando T diminui; logo, resfriar favorece a espontaneidade. A tabela confirma: ΔG = -15,0 kJ/mol a 200 K e +50,0 kJ/mol a 2800 K. A afirmativa 1 é F. Passo 3: Reação (i) a 400 K: ΔG = -20,0 - 400 x (-0,025) = -20,0 + 10,0 = -10,0 kJ/mol, que é menor que zero, então a reação é espontânea. A afirmativa 3 é V. Passo 4: Reação (ii): ΔH = +30,0 kJ/mol e ΔS = +0,005 kJ/(mol·K). O termo -TΔS é negativo e aumenta em módulo com T, então aumentar a temperatura reduz ΔG e favorece a espontaneidade. A tabela confirma: ΔG = +29,0 kJ/mol a 200 K e +16,0 kJ/mol a 2800 K. A afirmativa 2 é V. Passo 5: Reação (ii) a 4000 K: ΔG = 30,0 - 4000 x 0,005 = 30,0 - 20,0 = +10,0 kJ/mol, que é maior que zero, então a reação não é espontânea. A afirmativa 4 é F. Passo 6: A sequência de cima para baixo é F, V, V, F, que corresponde à alternativa D. Por que as erradas estão erradas: a alternativa A traz V na afirmativa 1, que é falsa; a alternativa B erra nas afirmativas 1 e 2; a alternativa C erra nas afirmativas 3 e 4.
💡 Dica: Analise os sinais de ΔH, ΔS e ΔG para diferentes temperaturas para determinar a espontaneidade.
Alternativa por alternativa
Marca a afirmativa 1 como verdadeira, supondo que resfriar uma reação exotérmica a torna menos espontânea, como se o frio atrapalhasse a reação. Ignora que o ΔS negativo faz o termo -TΔS favorecer a espontaneidade quando T diminui.
Considera apenas o sinal de ΔH: acredita que a reação endotérmica (ii) não ganha espontaneidade com aquecimento e marca a afirmativa 2 como falsa. Esquece que, com ΔS positivo, o termo -TΔS cresce em módulo quando T aumenta. Também marca a afirmativa 1 como verdadeira, pelo mesmo erro de interpretação do efeito da temperatura.
Por que engana: Confundir o efeito da temperatura na espontaneidade e interpretar incorretamente os sinais de ΔG.
Usa ΔS em J/(mol·K) sem converter para kJ/(mol·K): calcula -20,0 - 400 x (-25), que dá valor positivo, e conclui que a reação (i) não é espontânea a 400 K. Na reação (ii), usa 30,0 - 4000 x 5, que dá valor negativo, e conclui que ela é espontânea a 4000 K.
Falsa. A 4000 K, a reação (ii) não é espontânea, pois mesmo com alta temperatura, o ΔG ainda é positivo conforme dados fornecidos.
Raio-X da questão
espontaneidade reações termodinâmicas
avaliacao
termodinâmica básica reações químicas · interpretação tabelas termodinâmicas
estude a relação entre entalpia, entropia e energia livre de Gibbs
Confundir o efeito da temperatura na espontaneidade e interpretar incorretamente os sinais de ΔG.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Recentemente, a produção fotocatalítica de hidrogênio vem atraindo atenção devido ao processo que gera um combustível…
- Num experimento, foi montada a aparelhagem mostrada na figura ao lado. Um tubo contendo 20 mL de ar está imerso na água…
- (Dissertativa) Considere a reação homogênea: N2(g) + 3 H2(g) ? 2 NH3(g), ?H° = -92,4 kJ (exotérmica). A 700 K as…
- Considere o equilíbrio abaixo, que representa a síntese industrial da amônia. N2 (g) + 3 H2 (g) <catalisador> 2 NH3 (g)…
- Diagrama de energia potencial referente à reação A + B ? C + D, com energia potencial inicial de A + B em 0 kJ, pico de…
- A obtenção industrial de peróxido de hidrogênio (H2O2) é um exemplo de reação em que um dos reagentes pode ser…
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog