Questão 5
ITA 2006
(ITA - 2006 - 1a fase)
Considere as seguintes afirmações a respeito da variação, em módulo, da entalpia (∆H) e da energia interna (∆U) das reações químicas, respectivamente representadas pelas equações químicas a seguir, cada uma mantida a temperatura e pressão constantes:
I. H2O(g) + 1/2 O2(g) → H2O2(g);
│∆H1│ > │∆U1│
II. 4 NH3(g) + N2(g) → 3 N2H4(g);
│∆H2│ < │∆U2│
III. H2(g) + F2(g) → 2 HF(g);
│∆H3│ > │∆U3│
IV. HCℓ(g) + 2 O2(g) → HCℓO4(ℓ);
│∆H4│ < │∆U4│
V. CaO(s) + 3 C(s) CO(g) + CaC2(s);
│∆H5│ > │∆U5│
Das afirmações anteriores, estão CORRETAS
apenas I, II e V.
apenas I, III e IV.
apenas II, IV e V.
apenas III e V.
todas.
Gabarito:
apenas II, IV e V.
Resolução:
Para descobrir as afirmativas corretas, devemos relacionar a entalpia das reações com suas energias internas. Essa relação pode ser feita por:
Como a pressão é constante, devemos analisar o volume. Nós estamos comparando a variação de entalpia com a variação de energia interna. Desse modo, a variação de entalpia vai apresentar um valor maior quanto maior for a variação do volume da reação. Essa variação do volume se relaciona com o número de mols no final, menos o número de mols inicial. Em resumo, quanto maior for a variação de mol de gás da reação, a entalpia será maior que a energia interna.
Analisando cada um dos casos:
I. H2O(g) + 1/2 O2(g) → H2O2(g);
INCORRETA. A variação de mols de molécula será negativo:
Como esse valor é negativo, a entalpia será menor que a energia interna.
II. 4 NH3(g) + N2(g) → 3 N2H4(g);
CORRETA. A variação de mols de molécula será negativa:
III. H2(g) + F2(g) → 2 HF(g);
INCORRETA. A variação de mols de molécula será igual a 0:
Logo, a entalpia será igual a energia interna.
IV. HCℓ(g) + 2 O2(g) → HCℓO4(ℓ);
CORRETA. A variação de mols de molécula será negativa:
V. CaO(s) + 3 C(s) → CO(g) + CaC2(s);
INCORRETA. A variação de mols de molécula será positiva:
Então, a variação da entalpia será maior que a variação da energia interna.
(obs: devemos considerar apenas os mols de gases).