101. Uma técnica usada para superar as condições termodinâmicas desfavoráveis de uma reação é ´´acoplar´´ a reação a um outro processo termodinamicamente favorável. Por exemplo, a desidrogenacao do ciclo-hexano para formar o benzeno e o gás hidrogênio não é espontânea. Mostre que, quando outra molécula, como o eteno, está presente para atuar como aceitador de hidrogênio( isto é, o eteno reage com o hidrogênio produzido para formar etano), o processo pode tornar-se espontâneo.

Passo 1

A desidrogenação do ciclo-hexano em benzeno segue as seguintes equações:

C 6 H 12 l → C 6 H 6 l + 3 H 2 ( g )

Podemos confirmar que esse processo não é espontâneo, calculando a ∆ G ° r   ,para o processo, usando os dados do apêndice 2A:

∆ G ° r = ∆ G ° f C 6 H 6 , l - ∆ G ° f C 6 H 12 , l

∆ G ° r = 124,3 - 26,7

∆ G ° r = + 97,6   K J . m o l - 1

Podemos ver que, combinando essas duas reações, o processo geral torna-se espontâneo. Essencialmente, estamos usando a energia do reação favorável para conduzir o processo desfavorável.

A reação do eteno com o hidrogênio pode ser examinada da mesma forma:

C 2 H 2 g + H 2 g → C 2 H 6 g

∆ G ° r = ∆ G ° f C 2 H 6 , g - ∆ G ° f C 2 H 2 , g

∆ G ° r = ( - 32,82 ) - 68,15

∆ G ° r = - 100,97   K J . m o l - 1

Agora podemos combinar essas duas reações para que C2H2(g) aceite o hidrogênio formado na reação de desidrogenação, lembrando que tudo que é produzido numa reação deve ser consumido na outra:

C 6 H 12 l → C 6 H 6 l + 3 H 2 ( g )

C 2 H 2 g + H 2 g → C 2 H 6 g   ( × 3 )

.........................................................................................................................................................

C 6 H 12 l → C 6 H 6 l + 3 H 2 ( g )

3 C 2 H 2 g + 3 H 2 g → 3 C 2 H 6 g  

Somando as duas reações, obtemos:

C 6 H 12 l + 3 C 2 H 2 g → C 6 H 6 l + 3 C 2 H 6 g

∆ G ° r = + 97,6 + 3 - 100,97

∆ G ° r =   - 205,31   K J . m o l - 1

Com isso, como a variação da energia livre de gibbs padrão torna-se negativa, podemos dizer que o processo passa a ser espontâneo.

Resposta

Ao adicionar eteno a energia de gibbs de reação torna-se negativa.

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