Termoquímica: Exercícios!!

Oi, meus apaixonados por conhecimento!! Tudo beleza com vocês?

No último post nós discutimos algumas questões relacionadas à termoquímica, como 1) a classificação de alguns processos (físicos ou químicos) em endotérmicos ou exotérmicos; 2)o rearranjo de átomos e a energia envolvida neste processo e 3)  Identificar e classificar a ocorrência de um fenômeno como físico ou químico.

Eu sei que vocês leram tudinho e como eu explico maraaaavilhosamente bem (modéstia à parte =P) vocês já tão manjando tudo, tô certa? Vamos só treinar um pouquinho pra garantir, né? Então que venham os exercícios (muahahahhahaha – vulgo risadinha malígna).

Questão 1

(UNESP) A elevação da temperatura de um sistema produz geralmente, alterações que podem ser interpretadas como sendo devidas a processos físicos ou químicos. medicamentos em especial na forma de soluções, devem ser mantidos em recipientes fechados e protegidos do calor para que se evite:

I. a evaporação de um ou mais de seus componentes,

II. a decomposição e consequente diminuição da quantidade de composto que constitui o princípio ativo,

III. a formação de compostos indesejáveis ou prejudiciais à saúde.

Cada um desses processos – I, II e III – corresponde a um tipo de transformação classificada, respectivamente, como:

a) física, física e química

b) física,  química e química

c) química, física e física

d) química, física e química

e) química, química e física

Resposta

Para diferenciarmos transformações físicas de químicas devemos sempre pensar se há ou não formação de novas substâncias durante o processo. Ambas levam a uma alteração no sistema, mas somente as transformações químicas têm como resultado a formação de novas substâncias.  Baseando-se nessas informações, vamos analisar as transformações descritas anteriormente:

I. a evaporação de um ou mais de seus componentes

o processo de evaporação envolve uma mudança no estado de agregação de determinada substância. A energia fornecida com o aquecimento leva a uma alteração na distância média entre as moléculas que constituem a substância,  uma vez que estas conseguem vencer as forças de atração entre si e se afastar. Desta forma, a substância que inicialmente encontrava-se no estado líquido passa para o estado de agregação conhecido como gasoso. Mas, veja bem, embora a substância mude para outro estado de agregação ela continua sendo a mesma substância: a água líquida, ao ser aquecida, passa para o estado de vapor (gasoso), mas não continua sendo água. Desta, forma, a transformação ocorrida durante o processo de evaporação não leva à formação de uma nova substância e é classificada como uma  TRANSFORMAÇÃO FÍSICA.

 II. a decomposição e consequente diminuição da quantidade de composto que constitui o princípio ativo

o processo de decomposição envolve a transformação de um a substância em outra nova, uma vez que este, devido à exposição à luz ou calor, pode desencadear uma reação química capaz de converter esta substância em outras. Geralmente, durante as reações de decomposição, uma substância dá origem a duas ou mais novas substâncias:

O processo de decomposição leva então à formação de novas substâncias e pode ser classificado como uma TRANSFORMAÇÃO QUÍMICA.

III. a formação de compostos indesejáveis ou prejudiciais à saúde

Muitos fatores podem levar a um processo que origine novas substâncias a partir de materiais estocados. A exposição à  luz (fotólise) ou ao calor (pirólise) ou mesmo a oxidação deste ao entrar em contato com o oxigênio do ar podem levar á formação de novas substâncias, muitas vezes prejudiciais à saúde ou mesmo explosivas. Desta forma, o processo que leva à formação de novos  compostos e classificado como uma TRANSFORMAÇÃO QUÍMICA.

LOGO, A RESPOSTA CORRETA É O ITEM B.

Questão 2

(Fatec) São exemplos de reações endotérmicas e exotérmicas, respectivamente:

a) o processo de carregar uma bateria e a queima de uma vela.

b) a combustão do etanol e a dissolução do cal na água.

c) a evaporação da água e a evaporação do etanol.

d) a neutralização de um ácido por uma base e a fusão de um pedaço de gelo.

e) a condensação de vapores de água e a decomposição eletrolítica da água.

Resolução

ITEM A:  o processo de carregar uma bateria e a queima de uma vela.

Vamos pensar: ao carregarmos uma bateria de celular, por exemplo, nós devemos conectá-lo a uma tomada para que este receba a energia elétrica. Esta energia elétrica fornecerá a energia necessária para que algumas reações químicas ocorram na bateria do celular. Desta forma, é necessário ABSORVER ENERGIA para se carregar a bateria e temos então, uma reação ENDOTÉRMICA

Mas cuidado!! Ao desconectarmos a bateria da tomada, essas reações na bateria ocorrerão no sentido inverso e a energia anteriormente absorvida será liberada durante o processo, fornecendo então a energia que será utilizada para manter as funções do celular. Desta forma, ao consumirmos a bateria de um celular, as reações que ocorrem no interior da bateria são exotérmicas.

Logo, podemos dizer que a reações que ocorrem para carregar e descarregar uma bateria são inversas :

Agora, vamos filosofar sobre a “queima da vela”. Quando nos aproximamos da vela quando esta está queimando, podemos sentir um calorzinho, certo? E a queima de combustível? Ela fornece energia para o carro andar, certo? E a queima do gás de cozinha? A chama produzida aquece e cozinha os alimentos, não é? A fogueira te esquenta também, e você está queimando madeira, né? Então eu quero que fique claro que TODA A VEZ QUE FALARMOS SOBRE A QUEIMA (OU COMBUSTÃO) DE UM MATERIAL, ESTAMOS FALANDO DE UM PROCESSO (NO CASO UMA REAÇÃO) EXOTÉRMICO, OU SEJA, QUE LIBERA ENERGIA!! E nós sentimos essa energia na forma de calor.

 

ITEM B: a combustão do etanol e a dissolução do cal na água

Primeiramente, a COMBUSTÃO será sempre um processo que libera energia (exotérmico). Então a combustão do etanol é uma reação EXOTÉRMICA.

No caso da cal (CaO) dissolvida em água, ocorre uma reação em que produzimos hidróxido de cálcio:

 

Se tivéssemos um calorímetro (aparelho utilizado para medir experimentalmente as trocas de calor ocorridas durante a reação), observaríamos que este processo levou a um aumento na temperatura da região vizinha (O SISTEMA TRANSFERE energia na forma de calor para a região vizinha, OU SEJA, A REAÇÃO LIBEROU ENERGIA). Logo, a dissolução da cal em água é um processo EXOTÉRMICO.

 

ITEM C: a evaporação da água e a evaporação do etanol

O processo de evaporação, por definição, é a mudança do estado de agregação líquido para o estado de agregação gasoso de forma lenta. Esta ocorre quando deixamos a roupa no varal, por exemplo. A roupa seca, não seca? Mas como isso ocorre? O que acontece é que algumas moléculas de água, com o calor fornecido pela luz do sol, conseguem energia suficiente para ” vencerem” as forças de atração entre elas e as demais moléculas de água. Desta forma, elas “escapam” das demais moléculas, passando para o estado gasoso. Aos poucos, todas as moléculas de água vão “escapando” e a roupa fica seca.

Mas, veja bem, para afastarmos as moléculas, esta devem vencer as forças de atração intermoleculares (entre moléculas), e isso só ocorre se estas receberem energia, ou seja, o sistema precisa receber energia. Como eu  disse acima, no caso da roupa do varal, essa energia vem da luz solar.

Logo, todo processo de evaporação é ENDOTÉRMICO. Portanto, TANTO A EVAPORAÇÃO DA ÁGUA QUANTO A DO ÁLCOOL SÃO PROCESSOS ENDOTÉRMICOS 

ITEM D: a neutralização de um ácido por uma base e a fusão de um pedaço de gelo

Genteee!! Atenção!! Sempre que estivermos falando de reação de neutralização entre ácido e base (é aquela em que ácido e base reagem entre si e levam à formação de água) podemos generalizar e dizer que o processo é EXOTÉRMICO (LIBERA ENERGIA):

Agora, o processo de fusão envolve a mudança do estado de agregação sólido (moléculas muito próximas) para o estado de agregação líquido (moléculas mais afastadas), ou seja, as moléculas devem se afastar para ocorrer essa mudança e, como novamente devem vencer as forças de atração entre elas, precisam receber (absorver) energia para tal, ou seja, o processo é ENDOTÉRMICO.

ITEM E: a condensação de vapores de água e a decomposição eletrolítica da água

A condensação é o processo pelo qual uma substância passa do estado de agregação gasoso (moléculas muito afastadas) para o estado líquido (moléculas mais próximas). Como as moléculas devem se aproximar, é necessário que estas percam energia, ficando menos “agitadas” (a temperatura mede o grau de agitação das moléculas, quanto menos agitadas, menor a temperatura), então devemos diminuir a temperatura do sistema para que as moléculas diminuam a sua agitação. Chega um ponto em que as moléculas já não tem força suficiente para vencerem as forças de atração intermoleculares, e se mantém mais próximas, passando para o estado líquido. Logo, para que o processo de fusão ocorra, a substância deve perder energia, ou seja, LIBERAR ENERGIA, sendo portanto um PROCESSO EXOTÉRMICO.

 

Já a decomposição eletrolítica (ou eletrólise) da água é um processo pelo qual passamos uma corrente elétrica pela água e esta substância reage, dando origem a moléculas de gás oxigênio e moléculas de gás hidrogênio:

Como fornecemos energia para a água para que a reação ocorra, classificamos esta reação como ENDOTÉRMICA.

Como a questão pede para identificarmos a opção em que temos a descrição de processos endotérmicos e exotérmicos, respectivamente, temos como opção correta o ITEM A (carregar a bateria -ENDOTÉRMICO; e combustão da vela – EXOTÉRMICO).

Questão 3

(UEL) A transformação representada por N2 (g) → 2 N (g) é:

a) endotérmica, pois envolve ruptura de ligações intramoleculares.

b) endotérmica, pois envolve ruptura de ligações intermoleculares.

c) endotérmica, pois envolve formação de ligações intramoleculares.

d) exotérmica, pois envolve ruptura de ligações intermoleculares.

Resposta:

A reação apresentada acima indica que uma molécula de gás nitrogênio é quebrada e produz dois átomos livres do elemento nitrogênio. Como a ligação química ocorre pela atração entre o núcleo (carga positiva) de um átomo e os elétrons (carga negativa) do outro, para vencer esta atração, a molécula deve receber energia (PROCESSO ENDOTÉRMICO) e só assim ocorrerá a quebra da ligação química entre os átomos, DENTRO DA MOLÉCULA, ou seja, quebrar as ligações INTRAMOLECULARES.

Logo, a resposta correta é o ITEM A.

 

Bom, pessoal, por hoje é isso!! Espero que esses exercícios tenham ajudado a entender um pouquinho melhor essa introdução à termoquímica!! Semana que vem a gente trabalha o conceito de entalpia, beleza??

Bjinhosss!! Até a próxima!!

Mari Negrini é bacharela e licenciada em Química pela USP. Curiosa desde pequena, sempre procurou entender como a natureza e o universo ao seu redor funcionam. Encontrou na Química uma maneira mais completa de enxergar o mundo, tornando-se totalmente apaixonada por esta ciência!! Acredita que todos podem se apaixonar também (pelo menos um pouquinho, vai). Venha ter essa oportunidade aqui no Educa Help!!
COMPARTILHE!

Mariana Negrini

Mari Negrini é bacharela e licenciada em Química pela USP. Curiosa desde pequena, sempre procurou entender como a natureza e o universo ao seu redor funcionam. Encontrou na Química uma maneira mais completa de enxergar o mundo, tornando-se totalmente apaixonada por esta ciência!! Acredita que todos podem se apaixonar também (pelo menos um pouquinho, vai). Venha ter essa oportunidade aqui no Educa Help!!

147 comentários em “Termoquímica: Exercícios!!

Gostou? Deixe uma resposta!