Química - Semana 168

Escrito por: Raphael Diniz e João Antônio Pimentel.

INICIANTE

O primeiro passo para a produção de silicones de alta pureza para semicondutores é representada abaixo:

$SiO_2(s) + 2C(s) \rightarrow Si(s) + 2CO(g)$

$\Delta H^\circ = 689,9 \ kJ$

a) Calcule o $\Delta H_f^\circ$($SiO_2$). Dados: $\Delta H_f^\circ(CO) = -110,5 \ kJ/mol.$

b) Calcule a variação de entropia para a produção do silicone. Dados: $S^\circ(C) = 5,7 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$, $S^\circ(CO) = 197,6 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$, $S^\circ(Si) = 18,8 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$ e $S^\circ(SiO_2) = 41,8 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$.

c) Calcule o $\Delta G^\circ$ para a reação a $25^\circ C$.

d) Encontre a temperatura mínima, em $^\circ C$, na qual essa reação é espontânea. Suponha que $\Delta H^\circ$ e $\Delta S^\circ$ não variam com a temperatura.

 

INTERMEDIÁRIO

Um engenheiro químico está estudando métodos para aumentar a velocidade de uma determinada síntese que ocorre em $27^{\circ}C$, alterando apenas a constante da reação. Somente em dois métodos há um aumento considerável da velocidade:

Método $I$:  Adição de um catalisador. Criando um novo caminho reacional com $Ea=25\ kJ\ mol^{-1}$ e $K$ maior por um fator de $10000$ da constante de síntese original.

Método $II$: Aumento da temperatura (O catalisador se torna inativo nesse acréscimo). Indo de $27^{\circ}C$ para $727^{\circ}C$.

Considerando que ambas as maneiras possuam o mesmo custo financeiro. Diga qual deles fornece o maior aumento de velocidade e a razão entre o maior fator de acréscimo da constante original pelo menor fator.

AVANÇADO

Calcule a solubilidade do $BaCO_3$ em água. Dados: $K_{ps}(BaCO_3) = 5,00 \cdot 10^{-9} ; K_{a1}(H_2CO_3) = 4,45 \cdot 10^{-7} ; K_{a2}(H_2CO_3) = 4,69 \cdot 10^{-11}$