a) Considerando essas informações e as da tabela abaixo, calcule a variação da energia livre ( De ) da reação.
Energias livres de formação
das substâncias a 25 ^circ C
Substância De
CO(NH2)2(s) -203,8
NaOH^-(s) -1.266,8
Na2 CO3(s) -1.047,9
NH3(g) -16,7
b) Para a reação, nas condições do ambiente ( 25 ^circ C e 1,0 atm ), a variação de entalpia é De por mol de uréia. Nessa reação, a desordem das partículas aumenta ou diminui? Justifique, com base nos cálculos necessários.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A gente tem duas partes aqui:
a) Calcular a variação da energia livre (ΔG°) da reação usando as energias livres de formação das substâncias fornecidas na tabela.
b) Analisar se a desordem das partículas aumenta ou diminui na reação, usando a variação de entalpia (ΔH°) dada.
Para resolver isso, vamos precisar entender o que é energia livre de Gibbs (ΔG°) e como ela se relaciona com a entalpia (ΔH°) e a entropia (ΔS°). Também vamos precisar saber como calcular ΔG° a partir das energias livres de formação das substâncias envolvidas na reação.

Passo 2

Primeiro, vamos focar na parte a) e entender o que é energia livre de Gibbs. A energia livre de Gibbs nos diz se uma reação vai acontecer espontaneamente ou não. A fórmula para calcular a variação da energia livre padrão (ΔG°) é:
De
Isso significa que a gente soma as energias livres de formação dos produtos e subtrai a soma das energias livres de formação dos reagentes.

Passo 3

Agora, vamos identificar os reagentes e produtos na reação. Parece que a reação envolve CO(NH2)2, NaOH, Na2CO3 e NH3. Precisamos saber a equação balanceada da reação para identificar corretamente os coeficientes estequiométricos.
Vamos supor que a reação seja a seguinte:
CO(NH2)2(s) + NaOH(s) Na2CO3(s) + NH3(g)

Passo 4

Com a equação balanceada, agora podemos aplicar a fórmula do ΔG°. Vamos listar as energias livres de formação dos produtos e dos reagentes:
Produtos:
  • Na2CO3(s): -1.047,9 , kJ/mol
  • NH3(g): -16,7 , kJ/mol
Reagentes:
  • CO(NH2)2(s): -203,8 , kJ/mol
  • NaOH(s): -1.266,8 , kJ/mol
Assumindo que a reação está balanceada com 1 mol de cada reagente e produto, aplicamos a fórmula:
De

Passo 5

Agora, vamos calcular passo a passo:
Primeiro, some as energias dos produtos:
-1.047,9 + (-16,7) = -1.064,6 , kJ/mol
Depois, some as energias dos reagentes:
-203,8 + (-1.266,8) = -205,0 , kJ/mol
Agora, aplique na fórmula:
De

Passo 6

Agora, vamos para a parte b). A questão nos diz que a variação de entalpia (ΔH°) é -50,6 , kJ/mol por mol de ureia e pede para analisarmos se a desordem das partículas (entropia, ΔS°) aumenta ou diminui na reação.
Sabemos que a relação entre ΔG°, ΔH° e ΔS° é dada pela fórmula:
De
Onde T é a temperatura em Kelvin. A temperatura ambiente é 25,^circC, que em Kelvin é:
T = 25 + 273,15 = 298,15 , K
Rearranjando a fórmula para encontrar ΔS°:
De
Substituindo os valores:
De
Como ΔS° é negativo, isso significa que a desordem das partículas diminui na reação.

Resposta

A desordem das partículas diminui na reação, já que a variação de entropia (ΔS°) é negativa.

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