Estime a temperatura em que o CuSO
sofre desidratação, ou seja, que essa reação se torna espontânea.
Tabela 2. Dados Termodinâmicos.
Tabela 2. Dados Termodinâmicos.
Composto |
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300,40 |
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109,00 |
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188,83 |
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para estimarmos a temperatura na qual o CuSO₄·5H₂O perde suas moléculas de água, ou seja, quando essa reação se torna espontânea. Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente a Equação de Gibbs: ΔG° = ΔH° - TΔS°. Vamos precisar dos dados de entalpia (ΔH°), energia livre de Gibbs (ΔG°) e entropia (ΔS°) fornecidos na tabela.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação de desidratação do CuSO₄·5H₂O. A equação química é:
Aqui, estamos transformando o CuSO₄·5H₂O sólido em CuSO₄ sólido e água em fase gasosa.
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação de entalpia padrão da reação (ΔH°). A fórmula para ΔH° da reação é:
Usando os valores da tabela:
- ΔH°f(CuSO₄·5H₂O) = -2279,70 kJ/mol
- ΔH°f(CuSO₄) = -771,36 kJ/mol
- ΔH°f(H₂O(g)) = -241,82 kJ/mol
Então,
Calculando:
Passo 4
Vamos calcular agora a variação de entropia padrão da reação (ΔS°). A fórmula é:
Usando os valores da tabela:
- S°m(CuSO₄·5H₂O) = 300,40 J/K·mol
- S°m(CuSO₄) = 109,00 J/K·mol
- S°m(H₂O(g)) = 188,83 J/K·mol
Então,
Calculando:
Convertendo para kJ:
Passo 5
Agora, para encontrar a temperatura na qual a reação se torna espontânea, usamos a condição ΔG° = 0:
Isolando T:
Substituindo os valores:
Resposta
A temperatura na qual o CuSO₄·5H₂O sofre desidratação espontânea é aproximadamente 397,2 K.