Sabendo-se que as entropias-padrão das reações de formação, a 25^circ C, do H2 S(g), H2 O(l) e SO2(g) são iguais a 43,41 J / molK,-163,34 J / molK e 11,28 J / molK, respectivamente, calcule a entropia-padrão da seguinte reação, a 97^circ C: 2 H2 S(g)+3 O2(g) 2 H2 O(l)+2 SO2(g). Sejam os dados: Cp H2 S(g)=34,23 J / molK; Cp O2(g)=29,36 J / molK ; Cp H2 O(l)=75,29 J / molK ; Cp SO2(g)=38,87 J / molK R : De.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica química juntos! A questão nos dá as entropias-padrão de formação de algumas substâncias a 25°C e nos pede para calcular a entropia-padrão da reação a 97°C. Para isso, vamos precisar entender como a entropia muda com a temperatura, usando as capacidades caloríficas (Cp) fornecidas.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a entropia de uma reação pode ser calculada usando as entropias-padrão dos produtos e dos reagentes. A fórmula básica é:
Mas, como a temperatura está mudando de 25°C para 97°C, precisamos ajustar as entropias-padrão para a nova temperatura usando a capacidade calorífica.

Passo 3

Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que as fórmulas de termodinâmica usam Kelvin:
25°C = 298 K 97°C = 370 K

Passo 4

Agora, vamos calcular a variação de entropia para cada substância devido ao aumento de temperatura. A fórmula para ajustar a entropia com a temperatura é:
De
Para simplificar, vamos usar a aproxima�o:
De

Passo 5

Vamos calcular essa variação para cada substância envolvida na reação:
Para H₂S(g):
De
Para O₂(g):
De
Para H₂O(l):
De
Para SO₂(g):
De

Passo 6

Calculando os logaritmos:
ln(370298) approx ln(1,242) approx 0,216
Agora, multiplicamos esse valor pela capacidade calorífica de cada substância:
Para H₂S(g):
De
Para O₂(g):
De
Para H₂O(l):
De
Para SO₂(g):
De

Passo 7

Agora, ajustamos as entropias-padrão dos reagentes e produtos para 97°C somando as variações calculadas:
Entropias a 370 K:
Para H₂S(g):
S^circH₂S(370 K) = 43,41 + 7,38 = 50,79 , J/mol K
Para O₂(g):
S^circO₂(370 K) = 0 , (O₂(puro) tem entropia-padrão de referência, normalmente 205 J/mol K a 298 K, mas não foi fornecida Vamos assumir que a variação é suficiente) ãêãçãé
Para H₂O(l):
S^circH₂O(370 K) = -163,34 + 16,28 = -147,06 , J/mol K
Para SO₂(g):
S^circSO₂(370 K) = 11,28 + 8,39 = 19,67 , J/mol K

Passo 8

Agora, aplicamos a fórmula da entropia da reação usando as entropias ajustadas:
De
Substituindo os valores:
De

Passo 9

Vamos calcular sem o valor de Sº_O2, já que não foi fornecido. Considerando que a entropia padrão do O₂(g) a 298 K é aproximadamente 205 J/mol K, assumimos que a variação é similar:
S^circO₂(370 K) approx 205 + 6,35 = 211,35 , J/mol K
Agora, substituindo:
De
De
De

Resposta

A entropia-padrão da reação a 97°C é aproximadamente -990,41 , J/mol cdot K.

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