Questões de Concurso

A pilha de Zinco/Óxido de Manganês pode ser representada pelas reações abaixo. A reação no ânodo será de formação de cloreto de zinco e liberação de um elétron:
Zn + 2 Cl− → ZnCl₂ + 2 e−
A reação no cátodo produz hidróxido de zinco e óxido de manganês (3+):
2 MnO₂ + ZnCl₂ + H₂O + 2 e− → Mn₂O₃ + Zn(OH)₂ + 2 Cl−
A reação geral simplificada da pilha vai ser: Zn + 2 MnO₂ + H₂O → Mn₂O₃ + Zn(OH)₂
Essas pilhas alcalinas fornecem um ddp de cerca de 1,5 volts, e como todas as pilhas, tendem a sofrer com a autodescarga e com reações de deterioração. Mesmo ficando sem uso, sua capacidade vai se degradando aos poucos, pois a placa de zinco na pilha vai sendo corroída com o tempo e ocorrem vazamentos que colocam os eletrólitos em contato. Esses processos de auto degradação são acelerados quando as pilhas são submetidas a temperaturas mais altas. Nesse tipo de pilha, cerca de 0,08% de sua capacidade é perdida a cada dia sob uma temperatura de 20 °C (ou seja, em 2 meses, sem usar a pilha, sua capacidade terá chegado a cerca de 94,5% do valor original). Essa degradação é fortemente acelerada, podendo chegar a 0,6% quando a temperatura ambiente é de 45 °C (em 2 meses, sem usar a pilha, sua capacidade terá chegado a cerca de 69,7% do valor original) reduzindo importantemente a vida útil da pilha. Assim, mesmo sem estarem em uso, pilhas AAA alcalinas têm uma capacidade de armazenamento inicial que vai caindo mais ou menos rapidamente, a partir dos valores iniciais de 1250 miliamp.hora ou 1.87 watts.hora. Por conta disso, os fabricantes de pilhas recomendavam guardá-las sob refrigeração enquanto não estivessem em uso, (sempre protegidas em sacos plásticos para não entrarem em contato com alimentos). O barateamento desse tipo de pilha no mundo fez mudar tais recomendações, mas seus princípios seguem válidos. Dessa maneira, a refrigeração faria as pilhas serem melhor preservadas em sua capacidade, até o momento do uso. Segundo a equação de Arrhenius:
K = A.e ^{-Ea /RT}

Onde:
K é a constante de velocidade de uma reação química; A é o chamado fator pré-exponencial; Ea é a Energia de ativação da reação; T é a Temperatura em °K .
Com base na equação acima, é correto afirmar que

Além da contribuição da temperatura, outros fatores influenciam a velocidade com a qual uma reação se desenvolve. Entre eles pode-se citar a concentração dos reagentes, pois com o aumento da concentração dos reagentes, o número de choques efetivos entre as suas moléculas se multiplica e cresce a velocidade da reação; a superfície de contato, pois quanto maior a superfície de contato, maior a velocidade da reação; os catalisadores, pois são substâncias químicas capazes de acelerar determinadas reações, sem serem consumidas durante o processo. Os catalizadores, normalmente, atuam adsorvendo moléculas reagentes, posicionando as mesmas de maneira a facilitar a colisão produtiva nas reações. Podem também formar complexos intermediários, capazes de facilitar os mecanismos de reação ou mesmo reduzir a energia de ativação para que a reação ocorra de maneira espontânea a partir desse novo patamar energético. Os catalisadores, reduzem a energia necessária para atingir o estado de transição de uma reação, permitindo que mais moléculas possam atingir esse estado ativado sem ter de fornecer mais energia ao sistema. A partir desse ponto, a reação seguirá seu caminho até o ponto de equilíbrio. Assim, é correto afirmar que

Assinale a alternativa correta.

A reação de síntese da amônia em fase gasosa

3H₂ (g) + N₂ (g) 2NH₃ (g)

é acompanhada por variações de entalpia e de entropia do sistema.

As variações de entalpia (kJ) e entropia (J.K–1 ) em função da temperatura são apresentadas nas figuras a seguir.

Utilizando os dados apresentados, o valor da energia livre de Gibbs, em kJ, a 400 K é de