Qual é a variação de entropia da reação
2 H2(g)+O2(g) 2 H2 O(l)
a 99 ^circ C ? Considere as capacidades caloríficas de H2, O2 e 2 H2 O como constantes a 28,8 ; 29,4 e 75,3 J mol^-1 K^-1, respectivamente.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre a variação de entropia na reação química:
2 H2(g) + O2(g) 2 H2 O(l)
Estamos falando de termodinâmica, especificamente de entropia. Para resolver, vamos precisar usar as capacidades caloríficas fornecidas e entender como a entropia muda durante uma reação química a 99^circ C.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a variação de entropia ( De) de uma reação é dada pela diferença entre a entropia dos produtos e a entropia dos reagentes:
Como estamos considerando a reação a uma temperatura específica ( 99^circ C ou 372 K), precisamos calcular as entropias dos reagentes e produtos nessa temperatura.

Passo 3

Para calcular a entropia em uma temperatura diferente da padrão, usamos a relação:
S(T) = S(Tpadrão) + Cp ln(TTpadrão) ãã
Onde:
  • S(T) é a entropia na temperatura T.
  • S(Tpadrão)ã é a entropia na temperatura padrão (geralmente 298 K).
  • Cp é a capacidade calorífica a pressão constante.
  • T é a temperatura final.
  • Tpadrãoã é a temperatura padrão.

Passo 4

Vamos aplicar essa fórmula para cada reagente e produto:
Para os reagentes:
  • 2 H2(g): Cp = 28,8 Jmol^-1K^-1
  • O2(g): Cp = 29,4 Jmol^-1K^-1
Para os produtos:
  • 2 H2 O(l): Cp = 75,3 Jmol^-1K^-1
Assumindo que todas as substâncias estão a 298 K inicialmente, a variação de entropia para cada espécie será:
De

Passo 5

Calculando cada contribuição:
Para os reagentes:
  • 2 H2:
De
  • O2:
De
Para os produtos:
  • 2 H2O:
De
Agora, somamos as entropias dos produtos e subtraímos as dos reagentes:
De

Resposta

Após calcular, a variação de entropia da reação a 99^circ C é aproximadamente -65,2 Jmol^-1K^-1.

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