6.24 A adição de água ao etileno para produzir etanol tem os seguintes parâmetros termodinâmicos:
H2 C=CH2+H2 O <=ftarrows CH3 CH2 OHlDe<a H^circ=-44 kJ mol^-1 De<a S^circ=-0,12 kJ K^-1 mol^-1 K eq =24
(a) A reação é exotérmica ou endotérmica?
(b) A reação é favorável (espontânea) ou desfavorável (não espontânea) à temperatura ambiente ( 298 K )?

Passo 1

O enunciado descreve a hidratação do etileno para formar etanol:
H2C=CH2 + H2O <=ftarrows CH3CH2OH
São dados os parâmetros termodinâmicos padrão:
De<a H^circ=-44,kJ/mol,
De<a S^circ=-0,12,kJ/(Kcdot mol) e
Keq=24.
O conteúdo aqui é termodinâmica química, e vamos precisar usar a definição de reação exotérmica/ endotérmica via De<a H^circ e de espontaneidade via energia livre de Gibbs De<a G^circ = De<a H^circ - T,De<a S^circ.

Passo 2

Para saber se a reação é exotérmica ou endotérmica, olhamos o sinal de De<a H^circ. Como
De<a H^circ = -44,kJ/mol < 0,
isso indica que a reação libera calor para o meio. Logo, ela é exotérmica.

Passo 3

Para avaliar a espontaneidade a 298,K, calculamos
De<a G^circ = De<a H^circ - T,De<a S^circ
Substituindo os valores:
De<a G^circ = -44,kJ/mol ;-; (298,K)timesl(-0,12,kJ/(Kcdot mol)r) = -44 + 35,76 = -8,24,kJ/mol

Passo 4

Como De<a G^circ < 0, a reação é espontânea a 298,K. Além disso, Keq=24>1 confirma que, em equilíbrio, há maior concentração de produtos, ou seja, a reação é favorável à temperatura ambiente.

Resposta

(a) A reação é exotérmica.
(b) A reação é favorável (espontânea) a 298,K.

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