Considere as reações representadas pelas seguintes equações químicas balanceadas:
Sendo
e
, respectivamente, a variação da entalpia e da energia interna do sistema na temperatura
. Assuma que as reações acima são realizadas sob pressão constante, na temperatura
, e que a temperatura dos reagentes é igual à dos produtos. Considere que, para as reações representadas pelas equações acima, sejam feitas as seguintes comparações:
I.
. II.
. III.
. IV.
.
Das comparações acima, está(ão) CORRETA(S)
I.
Das comparações acima, está(ão) CORRETA(S)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre duas reações químicas balanceadas envolvendo etanol (
) e oxigênio (
). O que queremos descobrir são as variações de entalpia (
) e de energia interna (
) dessas reações na temperatura
. Além disso, temos algumas comparações entre esses valores que precisamos avaliar. Para resolver isso, vamos precisar entender como
e
se relacionam, especialmente em reações realizadas em pressão constante.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em reações realizadas à pressão constante, a variação da entalpia (
) está relacionada à variação da energia interna (
) pela seguinte equação:
Para gases ideais, podemos substituir
por
, onde
é a variação no número de mols de gás,
é a constante dos gases e
é a temperatura.
Passo 3
Agora, vamos analisar cada reação para determinar
:
Reação I:
Mols de gás antes: 1 mol de
Mols de gás depois: 3 mols de
Mols de gás depois: 3 mols de
Reação II:
Mols de gás antes: 2 mols de
Mols de gás depois: 2 mols de
Mols de gás depois: 2 mols de
Passo 4
Agora, aplicando a equação
:
Para Reação I:
Isso significa que
porque adicionamos um valor positivo.
Para Reação II:
Aqui,
é igual a
.
Passo 5
Vamos agora analisar as comparações apresentadas:
I.
Não temos informação suficiente para afirmar isso. A relação já mostra que
e
podem ser diferentes.
Não temos informação suficiente para afirmar isso. A relação
II.
Como e
, elas não são necessariamente iguais.
Como
III.
Na verdade, , então isso não é verdadeiro.
Na verdade,
IV.
Pelo contrário, , então
.
Pelo contrário,
Resposta
Nenhuma das comparações I, II, III e IV está correta.