A partir dos valores dados para
e
, calcule
para a reação abaixo a 298 K temperatura (se houver uma) a reação se tornará espontânea?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação química:
E queremos calcular a variação da energia livre de Gibbs padrão (
) para essa reação a uma temperatura de 298 K. Além disso, precisamos verificar se a reação será espontânea nessa condição.
Para resolver isso, vamos precisar dos valores de variação de entalpia (
) e variação de entropia (
) da reação. A fórmula que liga esses valores com a energia livre de Gibbs é essencial para nossa resolução.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula que relaciona
,
e
:
Aqui:
-
é a variação da energia livre de Gibbs. -
é a variação de entalpia. -
é a temperatura em Kelvin. -
é a variação de entropia.
Essa equação nos ajuda a entender se uma reação é espontânea ou não. Se
for negativo, a reação tende a ocorrer espontaneamente.
Passo 3
Agora, substituímos os valores fornecidos na fórmula. Suponhamos que tenhamos os seguintes valores (você deve usar os valores específicos que foram dados no exercício):
Antes de substituir, observe que as unidades de entropia estão em joules, enquanto a entalpia está em quilojoules. Precisamos converter uma para a outra para manter a consistência. Vamos converter
para kJ:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Calculando o segundo termo:
Então:
Passo 5
Agora que temos o valor de
, podemos analisar a espontaneidade da reação. Como
é negativo, isso indica que a reação é espontânea a 298 K.