Química - Semana 94

Escrito por: Yan Benevinuto

 

INICIANTE

Roberto estava estudando fundamentos de química e viu em seu livro a seguinte frase: “ A água entra em ebulição a 100c, na pressão atmosférica de 1 atm”. Logo em seguida, havia uma explicação: “A temperatura de ebulição é a temperatura na qual a pressão de vapor da água se iguala à pressão atmosférica.” No entanto, Roberto ficou confuso, pois, no seu dia a dia, ele observa que a água evapora mesmo que não esteja a 100 ºC, e o livro constatava que a água entrava em ebulição a 100 ºC. Portanto, explique o erro conceitual cometido por Roberto e determine a diferença entre os dois processos físicos.

INTERMEDIÁRIO

O ácido fosfórico possui três ionizações, segundo as seguintes equações:

H3PO4(aq) =H+ (aq) + H2PO4 – (aq) K1 = 7.1 x 10-3

H2PO4 – (aq)= H+ (aq) + HPO4 2-(aq) K2 = 6.2 x 10-8

HPO4 2-(aq) = H+ (aq) + PO4 3-(aq) K3 = 4.5 x 10-13

  1. Escreva a equação do equilíbrio para a ionização completa do H3PO4, no qual ele libera seus três íons H+. Descubra o pH de uma solução [H3PO4]= 1,5 mol/L.
  2. Deseja-se preparar uma solução tampão com pH=7,00. Identifique as espécies de ácido fosfórico que devem ser utilizadas nessa solução e calcule sua razão.
  3. Determine [H+] em uma solução de Na3PO4, no qual [Na3PO4]= 0,20 mol/L.

AVANÇADO

Há bastante interesse na obtenção de amônia a partir da eletrólise de misturas de água e nitrogênio na presença de catalisadores apropriados, como mostrado na equalçao abaixo.

N2(g) + 3 H2O(l) → 2 NH3(g) + 1.5 O2(g)

  1. O gás amônia (NH3) produzido terá sua evolução (saída) no cátodo ou no ânodo?
  2. Calcule o potencial padrão para essa reação (Eº) , dado que ∆Gºf (H2O)= -237,1 kJ/mol e ∆Gºf (NH3)= -16,4 kJ/mol. Para resolver esse item, use a aproximação grosseira de que ∆Gºf (O2) = 0 e ∆Gºf (N2) = 0.
  3. O potencial padrão para essa reação (Eº) terá seu valor aumentado ou reduzido em temperaturas mais altas? Justifique sua resposta
  4. O potencial padrão de redução do O2 em solução ácida é de 1,23 V. O2(g) + 4 H+(aq) + 4e– → 2 H2O Eº = 1.23 V. Sabendo disso, escreva a meia-reação que corresponde à redução do O2 em meio aquoso básico e calcule o novo potencial padrão de redução.
  5. A célula de produção de NH3 por eletrólise do nitrogênio como descrito acima funciona durante 3000 segundos com uma corrente de 1,20 A. Calcule a massa de amônia produzida neste intervalo de tempo.