Calcule De da reação 2 H2(g)+O2(g) 2 H2 O(l), a 25^circ C e 300 atm. Dados: S^circ (298 k) H2(g)= 130,7 J / mol K ; S^circ (298 k) O2(g)=205,1 J / mol K ; S^circ (298 k) H2 O(l)=69,9 J / mol K ; V H2 O(l)=18,0 cm^3 / mol ; alpha H2 O(l)= 2,07 times 10^-4 K^-1 R : De.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos calcular a variação de entropia (ΔS) para a reação a 25°C e 300 atm. Vamos usar as entropias padrão fornecidas e considerar como a pressão influencia essa variação.

Passo 2

A variação de entropia da reação ( De=ntes ) pode ser calculada pela diferença entre a soma das entropias dos produtos e a soma das entropias dos reagentes. A fórmula é:

Passo 3

Vamos calcular a soma das entropias dos produtos. Temos 2 mols de 2 times 69,9 , J/mol cdot K = 139,8 , J/K :

Passo 4

Agora, calculamos a soma das entropias dos reagentes. Temos 2 mols de 2 times 130,7 , J/mol cdot K + 205,1 , J/mol cdot K = 261,4 + 205,1 = 466,5 , J/K e 1 mol de :

Passo 5

Com esses valores, calculamos a variação de entropia padrão da reação ( De):

Passo 6

Entretanto, a pressão na questão não está nas condições padrão. Precisamos ajustar De para a pressão de 300 atm. Para isso, usamos a relação que considera a mudança na quantidade de gás e o volume molar:
onde:
  • é o volume molar do líquido,
  • é a variação no número de mols de gás,
  • é a pressão final (300 atm),
  • é a pressão padrão (1 atm).

Passo 7

Primeiro, determinamos De, que é a diferença entre os mols de gás nos produtos e reagentes. Na reação:
  • Reagentes: 2 mols de + 1 mol de mols de gás.
  • Produtos: 0 mols de gás (já que está líquido).
Então:

Passo 8

Agora, aplicamos os valores na fórmula de ajuste:
V = 18,0 , cm^3/mol = 0,018 , L/mol
Convertendo para metros cúbicos ( 0,018 , L/mol = 0,000018 , m^3/mol ):
De
Agora, calculamos o ajuste:
ln(300) approx 5,7038
Calculando o logaritmo natural:
De
Então:

Passo 9

Finalmente, somamos o ajuste à variação de entropia padrão:
De

Resposta

A variação de entropia ( ) para a reação a 25°C e 300 atm é aproximadamente .

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