Calcule a energia livre de Gibbs padrão da reação 4 NH3(g)+5 O2(g) 4 NO(g)+ 6 H2 O(g) e decida se a reação é espontânea em condições padrão em 25^circ C.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a energia livre de Gibbs padrão para a reação:
4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(g)
Depois, vamos ver se essa reação acontece de forma espontânea às 25°C. Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente a Energia Livre de Gibbs. Precisamos saber as energias livres de formação padrão de cada reagente e produto.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a energia livre de Gibbs padrão, representada por . Ela indica se uma reação vai ocorrer espontaneamente sob condições padrão (1 atm e 25°C). Se for negativa, a reação é espontânea; se for positiva, não é.

Passo 3

A fórmula para calcular a energia livre de Gibbs da reação é:
De=ntesçã
Ou seja, somamos as energias livres de formação dos produtos e subtraímos as dos reagentes.

Passo 4

Vamos listar as energias livres de formação padrão ( ) para cada substância envolvida. Normalmente, esses valores são encontrados em tabelas:
  • (por ser elemento em estado padrão)

Passo 5

Agora, vamos calcular a soma das energias livres dos produtos:
sum De
Substituindo os valores:
sum De
sum De

Passo 6

Agora, vamos calcular a soma das energias livres dos reagentes:
sum De=ntes = 4 times De
Substituindo os valores:
sum De=ntes = 4 times (-16,45) + 5 times 0

Passo 7

Agora, aplicamos a fórmula da energia livre de Gibbs da reação:
De=ntesçã
Substituindo os valores:
Deçã

Resposta

A energia livre de Gibbs padrão da reação é . Como o valor é negativo, a reação ocorre de forma espontânea em condições padrão a 25°C.

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