Questão 16

ITA 2006

Química

(ITA - 2006 - 1a fase)

São dadas as semi-equações químicas seguintes e seus respectivos potenciais elétricos na escala do eletrodo de hidrogênio nas condições-padrão:

$1.; Cl_{2(g)}+2e^{-} ightleftharpoons 2Cl^{-}_{(aq)}; ; E_{1}^{0}=1,358;V$

$2.; Fe_{(aq)}^{2+}+2e^{-} ightleftharpoons Fe_{(s)}; ; E_{2}^{0}=-0,447;V$

$3.; Fe_{(aq)}^{3+}+3e^{-} ightleftharpoons Fe_{(s)}; ; E_{3}^{0}=-0,037;V$

$4.; Fe_{(aq)}^{3+}+e^{-} ightleftharpoons Fe^{2+}_{(aq)}; ; E_{4}^{0}=0,771;V$

$5.; O_{2(g)}+4H_{(aq)}^{+}+4e^{-} ightleftharpoons 2H_{2}O_{(l)}; ; E_{5}^{0}=1,229;V$

Com base nestas informações, assinale a opção que contém a afirmação CORRETA, considerando as condições-padrão.

A formação de FeC₂ a partir de Fe fundido e C2 gasoso apresenta ΔH > 0.

Tanto a eletrólise ígnea do FeC₂_(s) quanto a do FeC₃_(s), quando realizadas nas mesmas condições experimentais, produzem as mesmas quantidades em massa de Fe_(s).

Uma solução aquosa de FeC₂ reage com uma solução aquosa de ácido clorídrico, gerando H_2(g).

Borbulhando C_2(g) em uma solução aquosa de Fe²⁺, produz-se 1 mol de Fe³⁺ para cada mol de C^- em solução.

Fe²⁺ tende a se oxidar em solução aquosa ácida quando o meio estiver aerado.

Gabarito:

Fe²⁺ tende a se oxidar em solução aquosa ácida quando o meio estiver aerado.

Resolução:

Analisando as alternativas:

A) A formação de FeC₂ a partir de Fe fundido e C2 gasoso apresenta ΔH > 0.

INCORRETO. Podemos relacionar a variação de entalpia com o potencial padrão da seguinte forma:

$Delta H = Delta G + Delta S T$

A variação da energia livre de Gibbs se relaciona com o potencial padrão da seguinte forma:

$Delta G = - ncdot F cdot Delta E$

Em que n é o número de mols de elétrons e F a constante de Faraday. Substituindo:

$Delta H = - nFDelta E + Delta S T$

A entropia da reação vai diminuir, uma vez que temos um gás se transformando num sólido (ΔS < 0) e a energia livre de Gibbs será negativa (ΔG < 0). Logo, ΔH < 0.

B) Tanto a eletrólise ígnea do FeC₂_(s) quanto a do FeC₃_(s), quando realizadas nas mesmas condições experimentais, produzem as mesmas quantidades em massa de Fe_(s).

INCORRETO. A reação de formação do FeCl₂ é:

$Fe_{(s)} + Cl_{2(g)} ightarrow FeCl_{2(s)}$