A entalpia-padrão de combustão do aminoácido glicina é -969 kJ , a 298 K , e a sua entropia molar padrão é a 298 K . Calcule a energia de Gibbs padrão de formação da glicina a 298 K . Dados: , grafite , .

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o problema está pedindo. Precisamos calcular a energia de Gibbs padrão de formação da glicina a 298 K. Para isso, vamos usar conceitos de termologia química, especificamente as relações entre entalpia, entropia e energia de Gibbs. Vamos precisar das entalpias e entropias padrão das substâncias envolvidas na combustão da glicina.

Passo 2

Vamos começar escrevendo a reação de combustão da glicina. A glicina tem a fórmula molecular , que pode ser simplificada para . A combustão completa de um composto orgânico geralmente produz dióxido de carbono ( ) e água ( ). Assim, a equação balanceada da combustão da glicina é:

Passo 3

Sabemos que a entalpia padrão de combustão ( ) da glicina é -969 kJ/mol. Além disso, temos as entalpias padrão de formação dos produtos e dos reagentes elementos em seus estados padrões:
Como os elementos em seus estados padrões têm , isso simplifica nossos cálculos.

Passo 4

Vamos usar a Lei de Hess, que nos permite calcular a entalpia de uma reação a partir das entalpias de formação dos produtos e reagentes. A equação geral é:
çã
Aplicando isso à nossa reação de combustão:
Sabemos que e , então:

Passo 5

Agora, vamos resolver para :
Calculando os produtos:
Somando:
Substituindo de volta:
Isolando :

Passo 6

Agora que temos a entalpia padrão de formação da glicina, precisamos calcular a energia de Gibbs padrão de formação ( ). Usaremos a relação:
Onde:
  • é a temperatura em Kelvin (298 K)
  • é a entropia padrão da glicina, que é 103,5 J/K·mol (convertendo para kJ: 0,1035 kJ/K·mol)

Passo 7

Substituindo os valores na equação:
Calculando o termo da entropia:
Então:

Resposta

A energia de Gibbs padrão de formação da glicina a 298 K é aproximadamente -706,35 kJ/mol.

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