Admita que a saliva transfere 200 J sobre a forma de calor por cada 5 moles CO2 libertado pela anidrase carbônica fazendo com que a temperatura do gás sofra uma variação de 2,5^circ C. Sabendo que a reação anterior é realizada à pressão atmosférica determine a capacidade calorifica a pressão e volume constante.
Admitindo que a entalpia do processo anterior é igual a 0,025 kJ / mol determine a espontaneidade da reação. Caso não tenha determinado a alínea anterior assuma que De mol^-1 K^-1

Passo 1

Beleza, aqui o que o exercício manda é: uma reação de liberação de CO₂ a pressão ambiente libera 200 J de calor quando saem 5 mol de CO₂ e isso faz o gás esquentar 2,5 °C. A gente precisa achar:
  1. a capacidade calorífica a pressão constante, , e a capacidade calorífica a volume constante, ;
  2. depois, usando que , avaliar se a reação é espontânea (se der ruim, a gente assume ).
Conteúdo: termodinâmica clássica (calorimetria e energia livre). Vamos usar:
  • (reação a pressão constante, calor trocado é );
  • para gás ideal: , com ;
  • energia livre de Gibbs: .

Passo 2

Calcular q = n,Cp,De.
Como o experimento é a pressão constante, o calor absorvido 200;J = 5;moltimes Cptimes (2,5;K), satisfaz
Cp = 2005times 2,5 = 20012,5 = 16;J/(molcdot K)
Substituindo os valores:
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Passo 3

Achar Cp - Cv = R, . Para gás ideal temos a relação
Cv = Cp - R = 16,0 - 8,314 = 7,686;J/(molcdot K)
então

Passo 4

Agora espontaneidade. Usamos
De
Temos De.
Não deu no enunciado original, então vamos assumir e temperatura ambiente .
Como , a reação é espontânea nas condições dadas.

Resposta


e , ou seja, a reação é espontânea.

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