a) Determinar a variação da energia de Gibbs padrão
, a 273 K , durante a reação
. A qual temperatura essa reação é espontânea?
Dados numéricos a 298 K :
(por aproximação será admitido que os
e
não dependem da temperatura)
(por aproximação será admitido que os
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar a variação da energia de Gibbs padrão,
, a 273 K, para a reação:
Além disso, queremos descobrir a temperatura na qual essa reação passa a ser espontânea. Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente as fórmulas que relacionam a energia de Gibbs, a entalpia e a entropia. Vamos precisar dos valores de
e
das substâncias envolvidas, que já estão fornecidos.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação da entalpia padrão da reação,
. A variação da entalpia é dada pela soma das entalpias dos produtos menos a soma das entalpias dos reagentes:
Sabendo que
kJ/mol (porque é um elemento na sua forma padrão), substituímos os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação da entropia padrão da reação,
. A variação da entropia é dada pela soma das entropias dos produtos menos a soma das entropias dos reagentes:
Substituindo os valores:
Passo 4
Vamos agora calcular a variação da energia de Gibbs padrão a 273 K usando a fórmula:
Certifique-se de que as unidades de
estejam em kJ/(mol·K):
Substituindo os valores:
Passo 5
Para achar a temperatura onde a reação se torna espontânea, precisamos encontrar quando
:
Substituindo os valores:
Resposta
A variação da energia de Gibbs padrão,
, a 273 K é de aproximadamente
. A reação se torna espontânea a uma temperatura de cerca de
.
Exercícios relacionados
Quando se mistura
de água a
e
de água a
obtêm-se 1 L de água a
. Demonstre que durante a mistura criou-se entropia.
Dados:
Capacidade calorífica da água,
(considerada constante entre
e
).
Densidade da água, .
Massa molar da água, .
Densidade da água,
Massa molar da água,
Escreva os produtos esperados das seguintes reações: Propeno
Escreva os produtos esperados das seguintes reações: 1-Metilciclo-hexeno +HBr / peróxidos