3.12
The standard enthalpy of combustion of solid urea
is
at 298 K and its standard molar entropy is
. Calculate the standard Gibbs energy of formation of urea at 298 K .
The standard enthalpy of combustion of solid urea
Passo 1
O enunciado nos dá os seguintes dados (todos a
):
- Entalpia padrão de combustão da ureia (sólida):
. - Entropia molar padrão da ureia (sólida):
.
O que a pergunta pede:
- Calcular a energia livre padrão de formação da ureia a
: .
Informações adicionais que vou usar (valores de tabelas padrão a
):
- Entalpias padrão de formação:
-
. -
. -
(elemento).
-
- Entropias molares padrão:
-
. -
. -
. -
.
-
Observação: os valores acima foram obtidos de tabelas termodinâmicas padrão e serão usados para determinar
e
, que por sua vez permitem calcular
.
Passo 2
Equacione e balanceie a reação de combustão (por 1 mol de ureia). A ureia tem fórmula
. A combustão completa típica é:
Balanceando oxigênios: átomos de O no produto =
(em
)
(em
)
. A ureia traz 1 átomo de O, então o oxigénio fornecido por
deve ser
átomos, ou seja
. Assim, para 1 mol de ureia a reação balanceada é:
Passo 3
Relação entre entalpias de combustão e entalpias de formação. Para a combustão acima vale:
Substituindo os termos (observando que
e
):
Isolando
:
Passo 4
Calcule numericamente
usando os valores de tabela citados:
Calcule passo a passo:
Portanto
Passo 5
Agora precisamos da entropia padrão de formação
. A reação de formação padrão (a partir dos elementos em seus estados padrão) é:
Logo
Substituindo os valores (todas as entropias em
):
Calcule passo a passo:
Para usar na fórmula de Gibbs convertemos para
:
Passo 6
Calcule
pela relação termodinâmica padrão:
com
. Substituindo:
Portanto
Arredondando com sentido prático: