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:
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.