Química – Ciscato, Pereira, Chemello e Proti

. Acesso em: set. 2015.

Utilizando as energias de ligação (em kJ/mol) da tabela a seguir e as fórmulas estruturais das substâncias orgânicas, determine a variação de entalpia da reação.

Energias de ligação (kJ/mol)
Ligação	Energia de ligação (kJ/mol)
C―H	413
C―C	347
C≡N	891
O―H	467
C═ O	745
C―O	358
N―H	391

Fonte: ZUMDAHL, D. Introductory Chemistry: a foundation. 7. ed. Melbourne: Brooks-Cole, 2010. p. 351.







a) −39 kJ.

b) +39 kJ.

c) −13 kJ.

d) +13 kJ.

e) +26 kJ.

5 Um dos grandes problemas na agricultura é o suprimento do elemento nitrogênio para as plantas. Apesar da grande disponibilidade de gás nitrogênio (N₂) na atmosfera, as plantas não conseguem incorporá-lo aos seus processos metabólicos, pois tem baixa reatividade.

a) Sabendo que a etapa de rompimento das ligações dos reagentes é um dos fatores que controlam a reatividade das substâncias, justifique a baixa reatividade do gás nitrogênio.

b) Há duas formas principais de fixação do nitrogênio atmosférico: uma realizada por bactérias em conjunto com plantas do tipo leguminosas por meio de uma série de reações enzimáticas; e outra realizada a altas pressões e temperaturas em indústrias químicas por meio de um processo chamado Haber-Bosch. A equação química não balanceada representativa desse importante processo para a indústria de fertilizantes é mostrada a seguir. Calcule a variação de entalpia da reação a partir das energias de ligação apresentadas neste tema.

N₂(g) + H₂(g) ⇌ NH₃(g)

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Exercícios finais

Responda em seu caderno

1 A bomba atômica que destruiu a cidade japonesa de Hiroshima no fim da Segunda Guerra Mundial continha uma esfera de cerca de 12 cm de diâmetro com urânio físsil de densidade igual a 18,5 g/cm³. Cada grama desse combustível liberou, 8,0 ⋅ 10⁷ kJ de energia no processo da fissão nuclear. Sabendo que a combustão completa de 1,0 L de gasolina fornece cerca de 3,2 ⋅ 10⁴ kJ de energia, quantos caminhões-tanque (cada um com capacidade de 40 mil litros) aproximadamente seriam necessários para transportar toda a gasolina que, por combustão, produziria a mesma energia liberada na explosão da bomba de Hiroshima?



AS400 DB/Corbis/Latinstock

Vista de parte da cidade de Hiroshima, Japão, após a explosão da bomba atômica, em 1945.

[Volume (V) da esfera: V = ⋅ π ⋅ r³; use π =3.]

a) Dez.
b) Mil.
c) 100 mil.
d) 1 milhão.
e) 1 bilhão.

2 “Quando está molhado e sente frio, um animal precisa se secar o mais rápido possível para evitar uma hipotermia e, até mesmo, a morte. Isso se aplica principalmente a animais de pequeno porte que, em relação ao seu tamanho, absorvem grande quantidade de água. Um ser humano sustenta cerca de meio quilograma de água logo após o banho; um camundongo molhado pela chuva carrega metade de sua massa corporal em água e uma formiga, três vezes a sua própria massa. Um cão de 27 quilogramas, com meio quilograma de água em seu pelo, precisaria gastar 20% de seu consumo calórico diário para se secar naturalmente ao ar livre.”

Fonte: Centrifugadores quadrúpedes. Revista Geo, n. 28, p. 15, 2011.

Utilizando os dados do texto, admitindo que um ser humano médio possua uma necessidade de 2.500 kcal/dia, determine aproximadamente o percentual da energia diária que esse indivíduo supostamente gastaria para fornecer a energia necessária na vaporização de toda a água absorvida após um banho.

[Massa molar da água: 18 g/mol; entalpia de vaporização: +44 kJ/mol; 1 kcal = 4,184 kJ.]

a) 6%.
b) 9%.
c) 12%.
d) 15%.
e) 18%.

3 Alguns alimentos geralmente são evitados durante dietas, como o chocolate, que tem um poder calorífico de cerca de 22 kJ/g. Considere que uma pessoa ingeriu 100 g de chocolate e deseja, para compensar, realizar uma atividade física, como caminhar, que apresenta um gasto energético de 3 kcal/kg de massa corporal durante o período de uma hora. Supondo que essa pessoa tenha 70 kg e disponha apenas de 40 minutos para a caminhada, qual deveria ter sido aproximadamente a fração de chocolate ingerido para que, com o tempo de caminhada disponível, houvesse uma equivalência entre a energia obtida pela ingestão de chocolate e a gasta pela caminhada? Considere 1 kcal = 4,184 kJ.

4 Um químico realizou dois experimentos envolvendo a energia na forma de calor liberada ou absorvida na dissolução de sais em água. No primeiro ele dissolveu 40 g de CaCl₂ em 100 mL de água a 20 °C e pôde observar, com o auxílio de um termômetro, que a temperatura da água aumentou de 20 °C para 90 °C. No segundo experimento, ele adicionou 30 g de NH₄NO₃ em 100 mL de água a 20 °C, observando que a temperatura da água diminuiu de 20 °C para 0 °C. Admitindo que toda energia na forma de calor liberada ou absorvida pela dissolução dos sais tenha sido absor vida ou retirada pela água, respecti vamente, determine a energia liberada ou absorvida em kJ/mol de sal dissolvido.

[Massas molares: Ca = 40 g/mol, Cl = 35,5 g/mol, N = 14 g/mol, H = 1 g/mol, O = 16 g/mol; calor específico da água: 4,184 J/g ⋅ °C; densidade da água = 1 g/mL.]

5 Uso de gás natural aumenta até 45%

“A chegada do frio pede banhos mais quentes e com água mais abundante. Para os usuários de gás natural canalizado, o resultado disto pode ser contas mais caras no final do mês. De acordo com a concessionária Gás Natural Fenosa, na região de Sorocaba, durante os meses mais gelados do ano, o consumo de gás natural encanado em residências deve ter crescimento de até 45% durante o inverno. Esta média é feita em comparação com os meses de verão e primavera. [...] ‘Além da economia, o aquecedor a gás natural proporciona todo o conforto de um banho mais quente, com ducha abundante e de fácil regulagem’, informa comunicado da empresa em defesa do produto. Já a utilização do gás natural no fogão, diz a concessionária, representa comodidade e segurança, em razão do fornecimento contínuo, por meio de tubulação, sem a necessidade de estoque do combustível em casa ou de reposições.”

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