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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 8.1 - Ex. 93

(a) Use os seguintes dados para calcular a energia livre de Gibbs padrão da vaporização da água, em 25°C, 100°C e 150°C. (b) Qual deveria ser o valor em 100°C? (c) Por que existe essa discrepância?

S m ° H 2 O l = 69,91   J / K ∙ m o l

S m ° H 2 O g = 188,83   J / K ∙ m o l ∆ G = ∆ H - T ∆ S

∆ H f ° H 2 O l = - 285,83   k J / m o l

∆ H f ° H 2 O g = - 241,82   k J / m o l

Passo 1

Aqui a gente vai aplicar na fórmula ∆ G = ∆ H - T ∆ S os dados que temos nas condições pedidas. Como é uma vaporização, estamos tratando do processo H 2 O l → H 2 O g . Pra essa reação, vamos ter os seguintes parâmetros:

∆ H = ∆ H f ° H 2 O g - ∆ H f ° H 2 O l

∆ H = - 241,82 + 285,83 = 44,01   k J / m o l

∆ S = S m ° H 2 O g - S m ° H 2 O l

∆ S = 188,83 - 69,91 = 118,92   J / K ∙ m o l

Passo 2

(a)Em 25°C, 298 K, teremos (ATENÇÃO ÀS UNIDADES):

∆ G = ∆ H - T ∆ S

∆ G = 44,01 × 10 3 - 2 98 ∙ 118,92

∴ ∆ G = 8,57   k J

Em 100°C, 373 K, teremos:

∆ G = 44,01 × 10 3 - 3 73 ∙ 118,92

∴ ∆ G = - 0,35   k J

Em 150°C, 373 K, teremos:

∆ G = 44,01 × 10 3 - 42 3 ∙ 118,92

∴ ∆ G = - 6 , 3   k J

Passo 3

(b)Por ser um processo de vaporização, mudança de estado físico em equilíbrio (a 100°C), o valor de ∆ G esperado seria de 0.

(c)A discrepância se dá pelo fato de que os valores de ∆ H e ∆ S variam um pouco com a temperatura, então deveríamos usar seus valores específicos para cada temperatura, pra que de fato o resultado pro processo a 100°C fosse igual a zero.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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