Para a seguinte reação:
Temos os seguintes dados:
(b) Informe se a reação de formação do
é espontânea a
, utilizando as informações fornecidas (comprove com cálculos).
(b) Informe se a reação de formação do
Passo 1
Então, galera! A gente tem uma reação química onde o cromo sólido (
) reage com o fluoreto de hidrogênio gasoso (
) para formar fluoreto de cromo sólido (). A pergunta é saber se essa reação acontece sozinha, ou seja, se ela é espontânea a 25°C. Para descobrir isso, vamos precisar entender um pouco de termodinâmica, especificamente sobre a energia livre de Gibbs (
), que nos diz se uma reação é espontânea. Vamos usar as informações fornecidas e seguir passo a passo para resolver.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a espontaneidade de uma reação a uma certa temperatura é determinada pela variação da energia livre de Gibbs (
). A fórmula é:
Onde:
-
é a variação de entalpia (energia liberada ou absorvida) -
é a temperatura em Kelvin -
é a variação de entropia (desordem do sistema)
Para saber se a reação é espontânea, precisamos que
seja negativa.
Passo 3
Vamos ver quais dados temos:
Vamos usar a Lei de Hess, que permite calcular a
de uma reação combinando as
de outras reações.
Passo 4
Nosso objetivo é encontrar a
para a reação:
Para isso, precisamos manipular as reações dadas para chegar à reação desejada.
Passo 5
Primeiro, vamos inverter a reação 4 para ter
:
Passo 6
Agora, a gente olha para a reação 1 e divide por 2 para simplificar:
Passo 7
Vamos considerar a reação 3:
A gente precisa de 3 HF(aq), então vamos multiplicar essa reação por 1,5:
Passo 8
Agora, vamos usar a reação 2 para converter HF(g) em HF(aq). Supondo que
para essa conversão seja pequena ou já está incluído nos dados, podemos considerar que a
total já leva em conta isso via a reação 1.
Passo 9
Somando todas as reações manipuladas:
Somando as
:
Passo 10
Agora, temos a
para a reação desejada:
Passo 11
Como
é negativo (
), isso indica que a reação libera energia e é exotérmica. Reações exotérmicas tendem a ser espontâneas porque liberam energia para o ambiente.
Resposta
A reação de formação do
é espontânea a
, já que a variação de entalpia
é negativa (
), indicando que a reação libera energia e ocorre de forma espontânea.