(IME - 2017/2018 - 1 Fase)
Para o grafite, ρ = 2250 kg/m3, H° = 0 e S° = 5,7 x 10-3 kJ/(mol.K). Para o diamante, ρ = 3500 kg/m3 , H° ≠ 0 e S° = 2,4 x 10-3 kJ/(mol.K). Na conversão do grafite em diamante, ΔG° = 2900 kJ/mol. Com base nestas informações, é correto afirmar que
grafite e diamante são exemplos de carbono puro, mas não são formas alotrópicas de um mesmo elemento.
em altas pressões, o diamante é menos estável que o grafite.
o diamante pode se transformar, de forma espontânea, em grafite.
a conversão do grafite em diamante é exotérmica.
altas pressões favorecem a formação de grafite.
Gabarito:
o diamante pode se transformar, de forma espontânea, em grafite.
a) Grafite e diamante são formas alotrópicas do carbono.
b) Se a pressão for muito alta, então o material com maior densidade será o mais estável.
Uma forma de justificar esse item é simplesmente ter conhecimento de que os diamantes são formados sobre altíssimas pressões nas bases da crosta terrestre, então em altas pressões, os diamantes são mais estáveis que o grafite.
Esse item é melhor justificado de forma quantitativa, no entanto as contas a fazer fogem do foco do vestibular.
c) Como a variação da energia livre de Gibbs na formação de diamante a partir de grafite é ΔG0= 2,900 kJ/mol (>0), então a reação inversa terá ΔG0 < 0, logo o processo será espontâneo.
d) O diamante possui entalpia maior que a do grafite (forma padrão do carbono), desse modo a conversão de grafite em diamante é um processo ENDOtérmico.
e) Não, como já vimos no item (b), altas pressões favorecem a formação de diamante.
Obs.: uma forma de se negar as alternativas (b) e (e) é notando que elas falam praticamente da mesma coisa, então se uma for verdadeira a outra também será. Como só temos uma alternativa verdadeira, vem que (b) e (e) são falsas.