Escola de Engenharia de Lorena - Departamento de Biotecnologia

Prof. Walter Carvalho

Exerccios de Fsico Qumica Espontaneidade e Equilbrio

01. Calcule o valor de S (em J/K) para a seguinte reao: 2 Fe(s) + 3 H2O(l) Fe2O3(s)

+ 3 H2(g). Dados: RS SFe 28.3),(0 , RS LOH 4131.8),(

02

, RS SOFe 51.10),(0

32 ,

RS GH 7041.15),(0

2

02. Vinte gramas de vapor a 120 C e trezentos gramas de gua a 25 C so colocados

juntos em um frasco isolado. A presso mantida em 1 atm. Se CP (H2O,L) = 4.18 J/g K,

CP (H2O,G) = 1.86 J/g K e HVAP = 2257 J/g, pergunta-se:

a) Qual a temperatura final do sistema e qual(is) fase(s) est(o) presente(s)?

b) Calcule o S para a transformao.

03. Para o alumnio, TmolKJCP31038.1267.20)/( . Pergunta-se: Qual o valor

de S se 1 mol de Al for aquecido de 25 C para 200 C?

04. Calcule a massa de gua a 25 C que se deve adicionar a um frasco isolado contendo

40 g de gelo a -10 C para que a temperatura final seja 10 C. Calcule a variao de

entropia para esta transformao. Dados: HFUS = 334 J/g, CP (H2O,L) = 4.18 J/g K, CP

(H2O,S) = 2.09 J/g K.

05. Uma barra de ferro de massa igual a 2 Kg e capacidade calorfica mdia de

0.965 J/g K est a uma temperatura de 1200 C. Pergunta-se:

a) Se a barra de ferro for banhada em gua, que massa de gua a 20 C dever ser usada

para que o estado final do sistema consista de vapor dgua e ferro slido a 100 C? A

capacidade calorfica da gua de 4.18 J/g K e o seu calor de vaporizao de 2257 J/g.

b) Qual o valor de S nessa transformao?

06. Se hidrognio e oxignio forem misturados em um bulbo e deixados em uma estante

na prateleira do laboratrio, haver formao de gua? Por qu?

H2(g) + O2(g) H2O(g) G0 = -228,6 KJ

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07. Calcule o valor de G0 para a combusto do etano a 25 C, sabendo que:

),(

0

2 GCOfG = -394,36 KJ/mol;

),(

0

2 LOHfG = -237,178 KJ/mol;

),(

0

62 GHCfG = - 32,9 KJ/mol.

08. Calcule o valor de G0 para a reao de oxidao do monxido de carbono a 25 C,

sabendo que:

),(

0

2 GCOfH = -393,51 KJ

),(

0

GCOfH = -110,53 KJ

),(0

2 GCOS = 213,677 J/K

),(0

GCOS = 197,556 J/K

),(0

2 GOS = 205,037 J/K

09. A 25 C, a entalpia padro de combusto do fenol slido (C6H5OH) -3054 KJ/mol

e a sua entropia molar padro 144 J/mol K.

a) Calcule a energia livre de Gibbs padro de formao do fenol a 25 C.

b) Com base na variao da energia livre de Gibbs, explique se esta uma reao

espontnea ou no.

Dados:

),(

0

2 GCOfH = -393,51 KJ/mol

),(

0

2 LOHfH = -285,83 KJ/mol

10. Qual a condio para que a seguinte reao ocorra espontaneamente? Comprove.

C(grafite) + 2S(rmbico) CS2(g)

Dados:

H0 = 27,5 Kcal/mol

S0 = 40,2 cal/mol K

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11. Calcule a variao de energia livre padro da reao catalisada pela enzima

fosfoglicomutase (glicose-1-fosfato glicose-6-fosfato) sendo que, iniciando a reao

com 20 mM de glicose-1-fosfato e ausncia de glicose-6-fosfato, o equilbrio final da

mistura a 25 C contm 1 mM de glicose-1-fosfato e 19 mM de glicose-6-fosfato.

12. Calcule a energia livre real para a hidrlise de ATP em eritrcitos humanos. A

energia livre padro para a hidrlise do ATP de 30,5 KJ/mol e as concentraes de

ATP, ADP e Pi nos eritrcitos so de 2,25, 0,25 e 1,65 mM, respectivamente. Assuma

que a temperatura de 37 C (temperatura corporal).

13. Calcule a variao de energia livre padro para a reao em que o acetaldedo

reduzido pelo transportador de eltrons biolgico NADH + H+. Em seguida, calcule a

variao de energia livre real quando as concentraes de acetaldedo e NADH + H+

forem de 1 M e as concentraes de etanol e NAD+ forem de 0,1 M.

As semi reaes relevantes e seus valores de E0 so apresentados abaixo:

Acetaldedo + 2 H+ + 2 e0 Etanol (E

0 = - 0,197 V)

NAD+ + 2 H

+ + 2 e0 NADH + H

+ (E

0 = - 0,320 V)