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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 75 (2º semestre) da UFG 2013

2º semestre · Química: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação

A alotropia dos elementos químicos afeta a entalpia da reação. Duas das formas alotrópicas do carbono são o grafite e o diamante. Observe o diagrama de entalpia a seguir.

Diagrama de entalpia versus caminho da reação com três patamares de energia: o mais alto correspondente a C(diam) + O2(g), o intermediário a C(graf) + O2(g) e o mais baixo a CO2(g). A variação do nível intermediário para o mais baixo é identificada como ΔH1 e do mais alto para o mais baixo como ΔH2. Ao lado, um quadro com Dados: ΔH1 = -393,1 kJ/mol e ΔH2 = -395,0 kJ/mol.

Ante o exposto, conclui-se que a conversão de diamante em grafite envolve

  1. A
    absorção de 1{,}9\ \text{kJ/mol}.
  2. B
    liberação de 1{,}9\ \text{kJ/mol}.
  3. C
    absorção de 788\ \text{kJ/mol}.
  4. D
    liberação de 788\ \text{kJ/mol}.
  5. E
    absorção de 395\ \text{kJ/mol}.
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Resolução comentada

Pela lei de Hess, a variação de entalpia entre dois estados não depende do caminho, só dos estados inicial e final. No diagrama, o diamante está num nível mais alto que o grafite.

As duas combustões são:

  1. \ce{C(graf) + O2 -> CO2}, com \Delta H_1 = -393{,}1\ \text{kJ/mol}
  2. \ce{C(diam) + O2 -> CO2}, com \Delta H_2 = -395{,}0\ \text{kJ/mol}

Queremos \ce{C(diam) -> C(graf)}. Para isso, mantemos a equação 2 e invertemos a equação 1, trocando o sinal de \Delta H_1:

\ce{C(diam) + O2 -> CO2} \quad \Delta H = -395{,}0
\ce{CO2 -> C(graf) + O2} \quad \Delta H = +393{,}1

Somando as duas:

\Delta H = -395{,}0 + 393{,}1 = -1{,}9\ \text{kJ/mol}

O sinal negativo indica que o processo é exotérmico: o diamante está em um nível de entalpia mais alto que o grafite, então ao virar grafite ele libera 1{,}9\ \text{kJ/mol}.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa A engana quem calcula 1,9 corretamente, mas interpreta o sinal ao contrário e conclui que há absorção de energia.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aacerta o módulo, mas erra o sentido: o sinal negativo de \Delta H indica liberação, não absorção.
  • Csoma os módulos de \Delta H_1 e \Delta H_2 (≈788) em vez de subtraí-los.
  • Dsoma os módulos (≈788) e ainda assim só acerta o sentido de liberação.
  • Etoma o valor de \Delta H_2 como se fosse a conversão e inverte o sentido para absorção.

Assuntos: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação, Reações exotérmicas e endotérmicas.

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Ver como caiu na prova Questão 75 no caderno 1ª etapa da UFG 2013

Fonte: UFG 2013 · 2º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗