UNICAMP 2020: Um dos pilares da nanotecnologia é o fato de as propriedades dos materiais dependerem

UNICAMP 2020: Um dos pilares da nanotecnologia é o fato de as propriedades dos materiais dependerem do seu tamanho e da sua morfologia.

Exemplo: a maior parte do H2 produzido industrialmente advém da reação de reforma de hidrocarbonetos: CH4(g) + H2O(g) → 3H2(g) + CO(g). Uma forma de promover a descontaminação do hidrogênio é reagir o CO com largo excesso de água:

CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g); ∆H = -41,6 kJ mol⁻¹. 

A figura abaixo mostra resultados da velocidade (em unidade arbitrária, ua) dessa conversão em função da temperatura, empregando-se um nanocatalisador com duas diferentes morfologias.


Considerando essas informações, é correto afirmar que, com essa tecnologia, a descontaminação do hidrogênio por CO é mais eficiente na presença do catalisador em forma de

a) nanobastão, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica.

b) nanobastão, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica.

c) nanocubo, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica.

d) nanocubo, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica.

QUESTÃO ANTERIOR:
UNICAMP 2020: A atividade humana tem grande impacto na biosfera; um exemplo é o que vem ocorrendo na água dos oceanos nas últimas décadas.

RESOLUÇÃO:
A descontaminação do hidrogênio é mais eficiente utilizando o catalisador na forma de nanobastão, pois de acordo com o gráfico, a velocidade da reação é maior em temperatura mais baixa do que utilizando o nanocubo. Isso também favorece o equilíbrio no sentido da reação exotérmica, pois, de acordo com o Princípio de Le Châtelier, a diminuição da temperatura promove o deslocamento do equilíbrio no sentido da reação exotérmica (produtos).

GABARITO:
a) nanobastão, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica.

PRÓXIMA QUESTÃO:
- UNICAMP 2020: “O sal faz a água ferver mais rápido?” Essa é uma pergunta frequente na internet, mas não tente responder com os argumentos lá apresentados.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:
Prova UNICAMP 2020 (1ª Fase) com Gabarito e Resolução

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