Calcular a variação da energia livre padrão
para a reação:
Para as temperaturas de
e
e verificar a espontaneidade.
Resposta:
Resposta:
Passo 1
Resumo da questão: calcular a variação da energia livre padrão ΔG° para a reação
nas temperaturas de 25 °C (298 K) e 700 °C (973 K), e determinar se a reação é espontânea.
Conteúdo: Termodinâmica – energia livre de Gibbs.
O que precisamos:
Conteúdo: Termodinâmica – energia livre de Gibbs.
O que precisamos:
- Valor da entalpia padrão de reação ΔH° (formação).
- Valor da entropia padrão de reação ΔS°.
- Equação ΔG° = ΔH° – T ΔS°.
Passo 2
Calcular ΔH° da reação usando entalpias padrão de formação (ΔHf°):
Tabelas nos dão
ΔHf°(CO₂, g) = –393,5 kJ/mol
ΔHf°(C, s) = 0
ΔHf°(O₂, g) = 0
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ΔHf°(CO₂, g) = –393,5 kJ/mol
ΔHf°(C, s) = 0
ΔHf°(O₂, g) = 0
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Passo 3
Calcular ΔS° da reação usando entropias padrão S°:
Tabelas nos dão (a 298 K):
S°(CO₂, g)=213,7 J/K·mol
S°(C, s)=5,7 J/K·mol
S°(O₂, g)=205,1 J/K·mol
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S°(CO₂, g)=213,7 J/K·mol
S°(C, s)=5,7 J/K·mol
S°(O₂, g)=205,1 J/K·mol
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Passo 4
Converter unidades para cal e calcular ΔG° a 298 K.
1 J = 0,239 cal, então
1 J = 0,239 cal, então
Aplicando ΔG° = ΔH° – T ΔS° em T=298 K:
Passo 5
Calcular ΔG° a 973 K (700 °C):
Passo 6
Verificar espontaneidade: em ambos os casos ΔG° é negativo (ΔG°<0), então a reação é espontânea tanto a 298 K quanto a 973 K.
Resposta
ΔG°₍₂₉₈K₎ = –94 140,42 cal/mol
ΔG°₍₉₇₃K₎ = –94 336,17 cal/mol
Em ambas as temperaturas a reação é espontânea (ΔG°<0).
ΔG°₍₉₇₃K₎ = –94 336,17 cal/mol
Em ambas as temperaturas a reação é espontânea (ΔG°<0).