Exercícios de Energia Livre de Gibbs - Lista de Exercícios Resolvida

Por que é possível uma reação química ocorrer espontâneamente, ainda que o

para a reação seja positivo?

A amônia é uma molécula formada por nitrogênio e hidrogênio sendo a sua síntese um importante passo para o desenvolvimento de fertilizantes e, consequentemente, para a existência da civilização como hoje a conhecemos. O processo usado para sua produção foi desenvolvido por Fritz Haber e Carl Bosch em 1909. A reação que forma a amônia se dá entre o gás nitrogênio e o gás hidrogênio na presença de um catalisador a temperaturas geralmente entre e .

Haber foi laureado com o prêmio Nobel por esse trabalho em 1918. Contudo, a sua premiação

causou uma série de protestos, pois, durante a 1º Guerra Mundial, ele ficou conhecido como o “pai da guerra química”, tendo desenvolvido alguns gases usados nos conflitos. Há registros de abril de 1915 onde mais de 5 mil homens morreram devido a inalação de gás cloro, fora outros 10 mil que apresentaram graves sintomas de intoxicação. A obtenção indistrial da amônia é usualmente feita pelo processo conhecido como “processo Harbber-Bosch”.

1. Calcule de formação da amônia a 298 K a partir dos valores de H e S dados abaixo. A reação será espontânea?
2. No processo mencionado, a reação se dá a temperaturas superiores a Indique se esta temperatura elevada seria um fator importante para a espontaneidade do processo.

Dados:

Determine tendo a seguinte reação química:

Para tal, utilize a relação matemática de energia livre de Gibbs, e ;

Dados:

Se para uma reação a todas as temperaturas, então é ______ e é ______.

1. positivo, positivo
2. positivo, negativo
3. zero, positivo
4. negativo, positivo
5. negativo, zero

Quais os critérios devem ser satisfeitos para que um processo seja espontâneo independentemente da temperatura?

Numa mistura gasosa em equilíbrio de PCl5, PCl3 e Cl2 a 500 K, temos pPCl5= 1,18 bar e pPCl2= 5,43 bar. Sendo K = 25 a 500 K para a reação:

1. Qual é a pressão parcial de PCl3 no equilíbrio?
2. Qual o valor de energia livre de Gibbs padrão a 500 K?
3. Calcule a nova composição de equilíbrio desse sistema se PPCl5 dobrar, a 500 K

O gás brometo de hidrogênio pode ser obtido a partir da reação de hidrogênio gasoso com bromo gasoso, segundo a reação:

H2(g) + Br2(g) → 2HBr(g)

a) Qual é a energia livre de Gibbs padrão da reação a 298 K? Essa reação e espontânea nessa

temperatura, se as substancias se encontrarem no estado-padrão?

b) Se 120 mL de gás hidrogênio, a 0 °C e 1 atm, se combinam com uma quantidade estequiométrica de bromo, e o brometo de hidrogênio formado e dissolvido em 150 mL de água, qual é a concentração molar de ácido bromídrico nessa solução?