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: $$K_{ps}(BaCO_3) = 5,00 \cdot 10^{-9} ; K_{a1}(H_2CO_3) = 4,45 \cdot 10^{-7} ; K_{a2}(H_2CO_3) = 4,69 \cdot 10^{-11}$$