Enunciado

Qual é o óxido de ferro termodinamicamente mais estável no ar, Fe3O4(s) ou Fe2O3(s)? Justifique sua escolha.

Passo 1

O autor quer que seja determinado qual composto é mais estável, tal informação pode ser descoberta através da equação de Gibbs, para espontaneidade.

∆ G° =  ∑ n . ∆ G f °  produtos     -  ∑ n . ∆ G f ° (reagentes)

Passo 2

  • Primeiramente o aluno deve escrever a reação estequiométrica do óxido de ferro;
  • 4 F e 3 O 4 s + O 2 s   →     6 F e 2 O 3 s

  • Posteriormente encontrar nos anexos os valores para energia livre de formação, respectivamente -1015kJ e -742,2kJ;
  • Aplicar os valores a equação de Gibbs;

Passo 3

∆ G° = 6 mol .  ∆ G f ° F e 2 O 3 ,s  -  [ 4 mol . ∆ G f ° F e 3 O 4 ,s + 1 mol .  ∆ G f ° O 2 ,s ]

∆ G° = 6 mol .( -742,2 kJmo l -1 )  -  [ 4 mol . (-1015 kJmo l -1 )+ 1 mol .  0]

∆ G ° = -   391,6   k J

Resposta

O valor negativo da energia livre atesta a espontaneidade da reação, ou seja, a mesma ocorre de forma natural sem grande necessidade energética. Como tal reação ocorre naturalmente, isso enfatiza a instabilidade do F e 3 O 4 s que naturalmente se transforma em F e 2 O 3 s , assim o segundo composto é mais estável.

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