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Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me deu uma reação química e alguns valores de entalpia e entropia. O que vamos precisar aqui é da termodinâmica, especificamente da equação da energia livre de Gibbs. Vamos usar essa equação para descobrir a temperatura na qual a reação muda de espontânea para não espontânea.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar os valores que temos:
- ΔH_rxm° (variação de entalpia) = -442,4 kJ
- ΔS_r° (variação de entropia) = -175,4 J/K
Mas dá uma olhada: as unidades de ΔH e ΔS estão diferentes! Para facilitar nossos cálculos, vamos converter ΔH de kilojoules para joules.
ΔH_rxm° = -442,4 kJ × 1000 = -442.400 J
Passo 3
Agora, vamos usar a equação da energia livre de Gibbs:
Queremos encontrar a temperatura (T) na qual a reação deixa de ser espontânea. Isso acontece quando ΔG = 0. Então, colocamos a equação assim:
Passo 4
Vamos resolver a equação para T:
Substituindo os valores que temos:
Passo 5
Calculando a temperatura:
Resposta
A temperatura na qual a reação muda de espontânea para não espontânea é aproximadamente 2522 K.