Acima de que temperatura você esperaria que uma reação se tornasse espontânea se
e
?
a) 171 K
b) 209 K
c) 606 K
d) A reação será espontânea a qualquer temperatura.
e) A reação não será espontânea em nenhuma temperatura.
a) 171 K
b) 209 K
c) 606 K
d) A reação será espontânea a qualquer temperatura.
e) A reação não será espontânea em nenhuma temperatura.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma reação química e queremos descobrir acima de qual temperatura ela se torna espontânea. Isso envolve os conceitos de entalpia (
) e entropia (
) da termodinâmica. Para resolver isso, vamos usar a equação da energia livre de Gibbs, que nos ajuda a determinar a espontaneidade de uma reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da energia livre de Gibbs:
Onde:
-
é a variação da energia livre de Gibbs. -
é a variação de entalpia. -
é a temperatura em Kelvin. -
é a variação de entropia.
Para que a reação seja espontânea, queremos que
seja menor que zero:
Passo 3
Substituindo na inequação:
Queremos achar a temperatura
onde isso acontece. Vamos rearranjar a inequação para resolver
:
Passo 4
Agora, vamos inserir os valores fornecidos:
-
(convertemos para joules porque a entropia está em J/K) -
Calculando
:
Resposta
c) 606 K