Calcule a temperatura de decomposição, a temperatura acima da qual a decomposição se torna espontânea, do carbonato de cálcio, dados os valores de
para a reação:
Resp.: 1105,6 K
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O que a gente precisa aqui é calcular a temperatura de decomposição do carbonato de cálcio (
). Isso quer dizer encontrar a temperatura acima da qual a decomposição desse composto ocorre de forma espontânea. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a relação entre a variação de entalpia (
) e a variação de entropia (
) da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a equação que relaciona essas grandezas na termodinâmica: a Energia Livre de Gibbs (
).
Nessa equação:
-
é a variação da energia livre. -
é a variação de entalpia. -
é a temperatura em Kelvin. -
é a variação de entropia.
Para que a reação seja espontânea,
precisa ser menor ou igual a zero.
Passo 3
No nosso caso, queremos encontrar a temperatura de decomposição, que ocorre exatamente quando
. Assim, ajustamos a equação:
Rearranjando para encontrar
:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores fornecidos no exercício:
Antes de substituir, precisamos garantir que as unidades sejam compatíveis. Vamos converter
de kJ para J:
Passo 5
Substituindo os valores na equação:
Resposta
A temperatura de decomposição do carbonato de cálcio é aproximadamente 1105,6 K.
Exercícios relacionados
Uma das etapas da formação da chuva ácida envolve a seguinte reação:
. Calcule a constante de equilíbrio,
, para a reação a
. Considere
independente da temperatura. Para que lado se desloca o equilíbrio ao se misturar
de cada reagente e
do produto a
sob pressão total de 1,0 atm? Justifique. Dados:
Substância |
|
|
|
---|---|---|---|
|
- 296,83 | 0 | - 395,72 |
|
|
0 |
|
|
39,87 | 29,36 | 50,67 |
R.:
direita.
Considere o ciclo seguinte envolvendo um mol de gás ideal inicialmente a
e 1,0atm de pressão:
etapa 1 - expansão isotérmica contra uma pressão nula até dobrar o volume;
etapa 2 - compressão reversível isotérmica de 0,5atm até 1,0atm.
Calcule: a) o valor de ; b)
S para a etapa 1 e c)
S para a etapa 2.
; b)
; c)
.
etapa 1 - expansão isotérmica contra uma pressão nula até dobrar o volume;
etapa 2 - compressão reversível isotérmica de 0,5atm até 1,0atm.
Calcule: a) o valor de
Para a reação:
, a
C.Qual será a fração molar de
, a
no equilíbrio, quando a pressão total for de latm? R.:
0,00364 .
Calcule
para a reação:
se
a
p
e
. Resp.: