Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 10.1 - Ex. 119

É possível escolher um “estado padrão” diferente (afinal, as moléculas não “sabem” qual é o seu estado padrão) para a pressão ou a concentração de espécies químicas. O estado padrão correspondente aos dados do apêndice 2A é P = 1   b a r ou 1   M , como apropriado. Calcule ∆ G f 0 das seguintes espécies, se a condição de estado padrão for alterada para as condições listadas (a temperatura permanece em 298 K):

  1. HI (g), o estado padrão corresponde a 1 atm;
  2. CO (g), o estado padrão corresponde a 1 atm;
  3. HCN (g), o estado padrão corresponde a 1 Torr;
  4. CH4 (g), o estado padrão corresponde a 1 Pa.

Passo 1

Preparados para mais uma? Clarooo, não é?

Então bora lá !!

Já sabemos que para o estado padrão:

∆ G f 0 = ∑ G m   ( p r o d u t o s ) 0 - ∑ G m   ( r e a g e n t e s ) 0

Para as condições diferentes do estado padrão:

∆ G f = ∑ G m   ( p r o d u t o s ) - ∑ G m   ( r e a g e n t e s )

Lembrando que:

G m = G m   0 + R T . ln ⁡ Q  

Nós podemos substituir na equação anterior:

∆ G f = ∑ ( G m   0 + R T . ln ⁡ P i ) ( p r o d u t o s ) - ∑ ( G m   0 + R T . ln ⁡ P i ) ( r e a g e n t e s )

Mas como todos os reagentes ou produtos no mesmo sistema se referem ao mesmo estado padrão:

∆ G f = ∑ G m   ( p r o d u t o s ) 0 - ∑ G m   r e a g e n t e s 0 + ∆ n ( R T . ln ⁡ Q R e a g e n t e s )

De acordo com a nossa primeira equação:

∆ G f = ∆ G f 0 + ∆ n ( R T . ln ⁡ Q R e a g e n t e s )

Sendo assim, ∆ G f que é o valor não padrão para as condições de 1 atm ou 1 mol/L vais se tornar o novo valor padrão.

Passo 2

Já sabemos a equação que vamos usar, basta agora analisarmos cada reação.

Começando pela letra a, a formação de HI é dada por:

1 2 H 2 + 1 2 I 2 → H I

Sabemos que:

∆ G f 0 = 1,7 k J m o l × 10 3   J 1   k J = 1700 J m o l

R = 8,314 J m o l . K

T = 298   K

Q R e a g e n t e s = 1   a t m = 1,01325   b a r

Para a variação do número de mols:

∆ n = 1   m o l - 1 2 + 1 2 m o l s = 0   m o l

Substituímos:

∆ G f = 1700 J m o l + 0 8,314 J m o l . K 298   K . ln ⁡ 1,01325   b a r

∆ G f = 1700 J m o l = 1,7 k J m o l

Passo 3

Na letra b:

C + 1 2 O 2 → C O

Sabemos que:

∆ G f 0 = - 137,17 k J m o l × 10 3   J 1   k J = - 137,17 × 10 3 J m o l

R = 8,314 J m o l . K

T = 298   K

Q R e a g e n t e s = 1   a t m = 1,01325   b a r

Para a variação do número de mols:

∆ n = 1   m o l - 1 2 m o l s = 1 2   m o l

Substituímos:

∆ G f = - 137,17 × 10 3 J m o l + 1 2 8,314 J m o l . K 298   K . ln ⁡ 1,01325   b a r

∆ G f = - 137,15 × 10 3 J m o l = - 137,15 k J m o l

Passo 4

Na letra c:

C + 1 2 N 2 + 1 2 H 2 → H C N

Sabemos que:

∆ G f 0 = 124,7 k J m o l × 10 3   J 1   k J = 124,7 × 10 3 J m o l

R = 8,314 J m o l . K

T = 298   K

Q R e a g e n t e s = 1   T o r r × 1   a t m 760   T o r r × 1,01325   b a r 1   a t m = 1,333 × 10 - 3   b a r

Para a variação do número de mols:

∆ n = 1   m o l - 1 2 + 1 2 m o l s = 0   m o l

Substituímos:

∆ G f = 124,7 × 10 3 J m o l + 0 8,314 J m o l . K 298   K . ln ⁡ ( 1,333 × 10 - 3   b a r )

∆ G f = 124,7 × 10 3 J m o l = 124,7 k J m o l

Passo 5

Na letra d:

C + 2 H 2 → C H 4

Sabemos que:

∆ G f 0 = - 50,72 k J m o l × 10 3   J 1   k J = - 50,72 × 10 3 J m o l

R = 8,314 J m o l . K

T = 298   K

Q R e a g e n t e s = 1   P a = 10 - 5   b a r

Para a variação do número de mols:

∆ n = 1   m o l - 2 m o l s = - 1   m o l

Substituímos:

∆ G f = - 50,72 × 10 3 - 1 8,314 J m o l . K 298   K . ln ⁡ ( 10 - 5   b a r )

∆ G f = - 22,2 × 10 3 J m o l = - 22,2 k J m o l

Tranquilinha, não foi?

Resposta

  1. ∆ G f = 1,7 k J m o l ;
  2. ∆ G f = - 137,15 k J m o l ;
  3. ∆ G f = 124,7 k J m o l ;
  4. ∆ G f = - 22,2 k J m o l .
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Escreva as expressões para a autoprotólise de: H 2 O C H 3 C O O H C H 3 N H 2 C H 3 O H
Identifique a base do lado esquerdo e seu ácido conjugado do lado direito nas equaçõesdo Problema 9-4. H O C l + H 2 O ⇌ H 3 O + + O C l - H O N H 2 + H 2 O ⇌ H O N H 3 + + O H - N H 4 + + H 2 O ⇌ N H
Identifique o ácido do lado esquerdo e sua base conjugada do lado direito nas seguintes equações: H O C l + H 2 O ⇌ H 3 O + + O C l - H O N H 2 + H 2 O ⇌ H O N H 3 + + O H - N H 4 + + H 2 O ⇌ N H 3 +
Descreva ou defina brevemente e dê um exemplo deum soluto anfiprótico.um solvente diferenciador.um solvente nivelador.um efeito da ação das massas.
Descreva ou defina brevemente e dê um exemplo de:um eletrólito fraco.um ácido de Brønsted-Lowry.o ácido conjugado de uma base de Brønsted-Lowry.neutralização, em termos do conceito de Brønsted-Lowry.u