Questão 29

ITA 2014

Química

(ITA - 2014 - 2ª FASE)

Considere os seguintes dados:

Entalpia de vaporização da água a 25 °C: $Delta_{vap}H= 44 kJ cdot mol^{-1}$

Massa específica da água a 25 °C: $ho_{H_2O} = 1,0;g cdot cm^{-3}$

Temperaturas de ebulição a 1 bar:

$T_{eb, H_2O}=100^circ C; T_{eb, H_2S}=-60^circ C; T_{eb, H_2 Se}=-41^circ C;e;T_{eb, H_2Te}=-2^circ C$

Com base nestas informações:

(a) determine o valor numérico da energia liberada, em J, durante a precipitação pluviométrica de 20 mm de chuva sobre uma área de (10 x 10) km² .

(b) justifique, em termos moleculares, por que H₂O apresenta T_eb muito maior que outros calcogenetos de hidrogênio.

(c) como se relaciona, em termos moleculares, a elevada T_eb,H2O com a quantidade de energia liberada durante uma precipitação pluviométrica?

Gabarito:

Resolução:

$egin{matrix} H_2O_{(v)} ightarrow H_2O_{(l)}&&Delta H=-44000frac{J}{mol} end{matrix}$

$E_{(total)}=Delta Hcdot n=Delta Hcdot frac{m}{MM}$

Sendo p densidade:

$ho =frac{m}{V}Rightarrow m= ho cdot V$

Com isso:

$E_{(total)}=frac{Delta Hcdot hocdot V}{MM}$

$E_{(total)}=frac{-44000;J;mol^{-1}cdot 1,0 cdot 10^{6};g;m^{-3}cdot 20cdot 10^{-3};mcdot 100cdot 10^6;m^{2}}{18;g;mol^{-1}}$

$E_{(total)}=-4,9cdot 10^{15}J$

b) A água faz pontes de hidrogênio enquanto os outros calcogênios não fazem. Essas pontes de hidrogênio são fortes interações intermoleculares, o que faz com que sejam difíceis de serem quebradas. Fornecendo um ponto de ebulição bem maior.

c) É necessário muita energia para quebrar pontes de hidrogênio, portanto também ocorre muita energia liberada na condensação, com a formação das pontes de hidrogênio.

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