A viabilidade técnica de baterias e sistemas de proteção contra corrosão depende da diferença de potencial gerada pelas reações eletroquímicas. Considere uma célula galvânica formada pelos eletrodos de Zinco (Zn) e Cobre (Cu), operando em condições padrão (25 ºC, 1 atm, 1 mol/L). Dados os potenciais padrões de redução:

\( Zn^{2+}_{(aq)} + 2e^- \rightarrow Zn_{(s)}; E^0 = - 0,76 V \\ Cu^{2+}_{aq} + 2e^- \rightarrow Cu_{(s)}; E^0 = + 0,34 V \)

Para a reação global espontânea

\( Zn_{s}+ Cu^{2+}_{(aq)} \rightarrow Zn^{2+}_{aq} + Cu_{(s)}. \)

a diferença de potencial padrão \( (\Delta E^0) \) da célula será:

Um engenheiro químico estuda a cinética de uma reação em fase líquida que ocorre em um reator de mistura (CSTR).

Experimentalmente, determinou-se que a lei de velocidade para a reação elementar

A + 2B \( \rightarrow \) Produtos

é dada por:

v = k _^. [A] ^_. [B]²

Visando otimizar o processo, o engenheiro propõe um ajuste operacional que resulta em duplicar a concentração do reagente A e reduzir à metade a concentração do reagente B, mantendo a temperatura constante. Ao aplicar essas alterações, a nova velocidade inicial da reação será

Em muitos processos industriais e laboratoriais, a análise da transferência de energia entre sistema e vizinhança exige o uso da Primeira Lei da Termodinâmica. Considere um sistema fechado que sofre uma variação de energia interna (\( \Delta \)U) ao trocar energia com o meio.

Adotando a convenção de que o calor (Q) absorvido pelo sistema é positivo e o trabalho (W) realizado pelo sistema sobre a vizinhança é positivo, a expressão matemática correta para a Primeira Lei da Termodinâmica é:

Reações orgânicas são fundamentais na síntese de insumos para tratamento de efluentes e produção de polímeros. Um exemplo clássico é a reação entre um alceno e um haleto de hidrogênio (HX), que resulta na formação de um haleto de alquila saturado. Sob o ponto de vista cinético e mecanístico, essa transformação ocorre via:

O biogás gerado em estações de tratamento de esgoto (ETEs) é rico em metano (CH₄) e pode ser aproveitado energeticamente em caldeiras ou motogeradores. Para garantir a eficiência térmica e a segurança ambiental, é crucial calcular a quantidade correta de oxidante.

Considere a combustão completa de 100 kg de metano (CH₄) puro. A massa mínima teórica de oxigênio (O₂) necessária para queimar todo esse combustível é:

Dados:

Massas Molares (g/mol):

H = 1;

C = 12;

O = 16

O controle de pH é um parâmetro crítico no tratamento de efluentes industriais para garantir a conformidade com a Resolução CONAMA nº 430/2011. Em uma análise laboratorial, um engenheiro químico preparou uma solução aquosa de um ácido orgânico fraco monoprotônico (HA) com concentração inicial de 0,1 mol/L. Sabendo que a constante de ionização (Ka) desse ácido é 1,0 x 10^-5 a 25ºC e considerando a aproximação de que o grau de ionização é desprezível frente à concentração inicial, o pH dessa solução, a 25 ºC, é:

Durante a operação de uma estação de tratamento de água, o engenheiro químico precisa preparar 1 m³ de uma solução diluída de hipoclorito de sódio (NaC\( \ell \)O) com concentração de 0,05 mol/L para uso no sistema de dosagem. No almoxarifado da planta, está disponível uma solução estoque concentrada de hipoclorito de sódio a 2,0 mol/L. O volume de solução estoque que deve ser utilizado para preparar a solução desejada, admitindo que o volume final da solução preparada seja igual a 1.000 L, é:

Em uma unidade industrial, um lote de efluente ácido contendo 196 kg de ácido sulfúrico (H₂SO₄) precisa ser neutralizado antes do descarte. Para esse procedimento, o engenheiro responsável adicionou ao tanque de tratamento uma carga de 200 kg de hidróxido de sódio (NaOH).

A reação de neutralização total ocorre conforme a equação balanceada a seguir:

H₂SO₄ + 2NaOH \( \rightarrow \) Na₂SO₄ + 2H₂O

Considerando que o rendimento da reação é de 100%, a massa de sulfato do sódio (Na₂SO₄) formada no processo será de:

Dados:

Massa Molares (g/mol)

H = 1;

O = 16;

Na = 23;

S = 32

|O monitoramento da qualidade da água em estações de tratamento (ETAs) envolve a medição de diversos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos. Um desses parâmetros representa a medida da interferência na passagem da luz através da água, causada pela presença de materiais em suspensão, como argila, silte, matéria orgânica finamente dividida e organismos microscópicos.

De acordo com as normas de potabilidade vigentes (Portaria GM/MS nº 888/2021), esse parâmetro é denominado:

A seleção de materiais metálicos para tanques e tubulações industriais exige o conhecimento da reatividade química frente aos fluidos transportados. Considere a seguinte fila de reatividade dos metais (em ordem decrescente):

Mg > Al > Zn > Fe > H > Cu > Ag > Au

Um engenheiro químico precisa armazenar uma solução aquosa residual rica em sulfato de cobre(II) (CuSO₄). No almoxarifado, há disponibilidade de tanques construídos inteiramente em ferro (Fe) e tanques revestidos internamente com prata (Ag). A solução encontra-se em meio neutro, sem acidez adicional. Com base na reatividade química apresentada, a decisão técnica correta é: