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Aula10 apresenta exercícios resolvidos sobre equilíbrio químico, eletroquímico e termodinâmica de superfícies. Esses exercícios ilustram aplicação de conceitos fundamentais da termodinâmica, incluindo demonstrações de equilíbrio químico, equilíbrio eletroquímico e superfícies. Os estudantes devem resolver exercícios adicionais para melhorar suas chances de sucesso na disciplina.
Tipologia: Notas de estudo
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Não perca as partes importantes!
EXERCÍCIOS DE REVISÃO
Demonstrar a resolução de alguns exercícios sobre os temas da segunda metade do curso; equilíbrio químico e eletroquímico e termodinâmica de superfícies.
Ao final desta aula, o aluno deverá: compreender e fixar os conceitos sobre os temas estudados.
Aulas anteriores que apresentam os conceitos básicos de equilíbrio e de superfícies.
Físico-Química 2
Na química é constantemente enfatizado que teoria e prática caminham juntas. Após estudar a teoria, você deve resolver exercícios sobre o tema estudado. Assim, você perceberá o quanto entendeu/aprendeu do assunto. Se estiver com muitas dificuldades na resolução dos exercícios, você deve voltar ao texto e estudar a teoria novamente, para então retornar à lista de exercícios, repetindo esse ciclo quantas vezes forem necessárias. Lembre- se, um assunto considerado difícil vai se tornando menos difícil quanto mais o estudar!
Exemplo 6.
Físico-Química 2
Exemplo 7. Escreva a equação para a reação de eletrodo (oxidação) que ocorre no eletrodo: Pb(s)|PbSO4(s)|H2SO4(aq). SOLUÇÃO: Podemos imaginar a reação ocorrendo em duas etapas. A primeira etapa é Pb(s) ȼ Pb2+(aq) + 2 e- Seguido pela formação do sal insolúvel PbSO4(s) Pb2+(aq)+ SO42-(aq) ȼ PbSO4(s) A equação global para reação do eletrodo é Pb(s) + SO42-(aq) ȼ PbSO4(s) + 2 e-
Exemplo 7.
Diagrama de fases de misturas (^) Aula 10
Observe a conversão de unidades final, 1 V = 1 J/C.
Exemplo 7.
Exemplo 8. Quanto trabalho é necessário para aumentar a área superficial de um recipiente de água de 200,0 cm^2 para 300,0 cm^2? Esse trabalho pode ser realizado sobre a água quando, por exemplo, um recipiente de plástico se
Diagrama de fases de misturas (^) Aula 10
Exemplo 8. Os dados da tabela seguinte são os da adsorção do CO sobre carvão a 273 K. Verifique se eles se ajustam à isoterma da Langmuir e obtenha a constante K e o volume de gás correspondente ao recobrimento completo. Em casa caso, o volume V foi corrigido para a pressão de 1,00 atm.
ͳ ߠ
ܭ ͳ ܭ
ͳ ܭ
ͳ
Estratégia Pela eq. 8.9:
Então, substituindo ƨ = V/V, V onde é o volume ao recobrimento completo (medido a 273 K e 1,00 atm):
ͳ ܭ
ͳ
A divisão de ambos os lados por C e a multiplicação por p permitem obter
ܸ ൌ
ͳ ܸܭ (^) ஶ
ܸͳ ஶ
Logo, o gráfico de p/V contra p deve dar uma reta de coeficiente angular (inclinação) 1/ V e coeficiente linear (interseção) 1/KV. SoluçãoOs dados para o gráfico são os seguintes:
Físico-Química 2
Conforme ilustrado aqui, a isoterma de Langmuir prediz uma reta que deve ser obtida quando se representa p/V contra p. O ajuste (pelos mínimos quadrados) dá 9,00 x 10-3 para o coeficiente angular, de modo que V = 111 cm3. A interseção em p = 0 é 1,20; assim:
ͳ ሺͳͳͳ݉ܿ ଶ^ ݉ܿܽܲ݇ൈ ሺͳǡʹͲ ሻ ଷ^ ሻ
ൌ ǡͷͳ ൈ ͳͲି ିܽܲ݇ଷ^ ଵ
Processos em eletrodos Exemplo 9.
Diagrama de fases de misturas (^) Aula 10
Os exercícios resolvidos nessa aula mostram algumas aplicações de conceitos fundamentais da termodinâmica, relativos à equilíbrio químico, equilíbrio eletroquímico e superfícies.
Agora que você viu alguns exercícios resolvidos, faça o máximo pos- sível de exercícios das listas dos livros-texto sugeridos nas referências. Sua chance de sucesso na disciplina (e no curso) depende muito do quanto você se dedica à resolução de exercícios...
ATKINS, P. W.; Físico-Química - Fundamentos, 3 ed., Editora LTC, São Paulo, 2003. BALL, D. W.; Físico-Química, Vol. 1, Editora Cengage Learning, São Paulo,
CASTELLAN, G.; Fundamentos de físico-química, Editora LTC, São Paulo, 1972. MCQUARRIE, D. A., SIMON, J. D., Molecular Thermodynamics, Univer- sity Science Books, California, 1999.
