2004 ufmg qui

UFMG - 2004
3º DIA

QUÍMICA

BERNOULLI COLÉGIO E PRÉ-VESTIBULAR

Química – Questão 01
Os metais alcalinos, ao reagirem com água, produzem soluções dos respectivos hidróxidos e gás hidrogênio. Esta tabela apresenta os dados termoquímicos que permitem a obtenção das equações das reações globais e seus respectivos ΔH:
∆H / (kJ/mol)

ETAPA

PROCESSO

Etapa I

M(s) → M(g)

Etapa II

M(g) → M

Etapa III

M+(g) → M+(aq)

Etapa IV

H2O(l)+ e → OH

+

(g)

–

+e

–

–
(aq)

+  H2(g)

Li

Na

K

+159

+107

+89

+519

+502

+425

–957

–849

–767

+56

+56

+56

1. Considerando os dados dessa tabela, ESCREVA a equação balanceada da reação global entre o potássio metálico e a água.
2. CALCULE a variação de entalpia para a reação entre o potássio metálico e a água, conforme mostrado no item 1. (Deixe seus cálculos registrados, explicitando, assim, seu raciocínio.)
3. Considerando as variações de entalpia envolvidas na quebra ou formação de ligações químicas, JUSTIFIQUE por que a etapa I é, necessariamente, endotérmica.

(Deixe claro, em sua resposta, o tipo das ligações envolvidas.)

4. Considerando a estrutura eletrônica dos átomos dos três elementos representados na tabela desta questão, JUSTIFIQUE por que o potássio tem o menor ΔH na etapa II.

RESOLUÇÃO:
1. K(s) +H2O(l) → K+(aq) + OH−(aq) + ½H2(g)
2. Somando-se os valores de ΔH das quatro etapas, temos:
ΔH = ΔHI+ ΔHII + ΔHIII + ΔHIV
ΔH = + 89 + 425 − 767 + 56
ΔH = −197 kJ/mol de K(s)
3. A etapa I corresponde à sublimação do metal e, portanto, a ruptura das ligações metálicas entre seus átomos. Sendo assim, necessariamente é uma etapa endotérmica.
4. Entre os três elementos representados na tabela, o potássio apresenta o maior número de elétrons e, portanto, maior número de níveis de energia e maior distância média entre o elétron de valência e o núcleo, isto é, o potássio possui maior raio atômico. Dessa forma, o elétron a ser retirado do átomo de potássio possui maior energia total em relação àquele do