Em que temperatura você esperaria que uma reação se tornasse espontânea se De +67.0 kJ e De ?
a) T<-511 K
b) T>238 K
c) T>511 K
d) A reação será espontânea em qualquer temperatura.
e) A reação não será espontânea em nenhuma temperatura.

Passo 1

Então, o exercício nos pede para descobrir em que temperatura uma reação se torna espontânea, sabendo que a variação de entalpia (ΔH) é +67,0 kJ e a variação de entropia (ΔS) é -131 J/K. Vamos precisar usar a energia livre de Gibbs, que nos ajuda a determinar se uma reação ocorre espontaneamente.

Passo 2

A equação da energia livre de Gibbs é:
De
Aqui, é a variação da energia livre, é a variação de entalpia, é a temperatura em Kelvin, e é a variação de entropia.

Passo 3

Para que a reação seja espontânea, precisa ser menor que zero ( ). Vamos usar isso para encontrar a temperatura crítica onde a reação muda de espontânea para não espontânea.

Passo 4

Igualamos 0 = De a zero e resolvemos para T = De:

Passo 5

Antes de substituir os valores, vamos garantir que as unidades estejam compatíveis. De está em kJ e em J/K. Convertendo para J:

Passo 6

Agora, substituímos os valores na equação:
T = 67000 J-131 J/K approx -511 K

Passo 7

Obtivemos uma temperatura negativa, o que não faz sentido fisicamente, já que a temperatura em Kelvin não pode ser negativa. Isso significa que não existe uma temperatura real onde a reação se torna espontânea.

Resposta

e) A reação não será espontânea em nenhuma temperatura.

Exercícios relacionados

Calcule De para a reação abaixo a 25.0^circ C
2 H2 O2(l) 2 H2 O(l)+O2(g)
dado De
kJ / mol.
Acima de que temperatura você esperaria que uma reação se tornasse espontânea se De =+322 kJ e De ?
a) 171 K
b) 209 K
c) 606 K
d) A reação será espontânea a qualquer temperatura.
e) A reação não será espontânea em nenhuma temperatura.
ll C(s)+O2(g) CO2(g) & De
Calcule De para a reação abaixo em 25.0^circ C.
PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)
Espécie De (J / K cdot mol)
PCl3(g) -287.0 311.8
Cl2(g) 0 223.1
PCl5(g) -374.9 364.5