Calcule o
para a reação abaixo a
.
Espécie
0
27.78
0
205.14
-824.2
87.40
| Espécie |
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0 | 27.78 |
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0 | 205.14 |
|
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-824.2 | 87.40 |
Passo 1
O enunciado pede: calcular
para a reação a
Dados fornecidos na tabela (peguei estes números da tabela do enunciado):
- Para
: e . - Para
: e . - Para
: e .
Temperatura:.
O que vamos calcular passo a passo:da reação, da reação e então .
Passo 2
Calcular
da reação usando entalpias de formação. Fórmula geral:
onde
são os coeficientes estequiométricos (positivos para produtos). Aplicando à reação (peguei os
da tabela):
- Contribuição dos produtos:
- Contribuição dos reagentes:
Portanto
Explicação didática:
é a soma das entalpias de formação dos produtos vezes seus coeficientes menos a soma das entalpias de formação dos reagentes vezes seus coeficientes. Estados elementares padrão (Fe(s), O2(g)) têm
, por isso só aparecem os produtos.
Passo 3
Calcular
da reação usando entropias padrão. Fórmula:
Peguei os
da tabela:
- Soma dos produtos:
- Soma dos reagentes:
.
Calcule cada termo:
Somando reagentes:
Logo
Comentário didático:
negativo indica que o sistema ficou mais ordenado (a entropia total dos produtos é menor que a dos reagentes). Note que unidades de
são
.
Passo 4
Preparar a conta para
. Fórmula fundamental à temperatura constante:
onde:
-
em joules por mol (ou kJ/mol), -
em joules por mol (converter se necessário), -
em kelvin, -
em joules por kelvin por mol.
Primeiro converterpara :
Calcular(usei e ):
Explicando a conta: multiplicou-se temperatura pela variação de entropia para obter a contribuição energética ligada à desordem térmica; como
é negativo,
é negativo.
Passo 5
Calcular
(em joules) e converter para kJ:
Converter para kJ (dividindo por
):
Interpretação rápida e motivadora: o
é fortemente negativo, o que indica que, nas condições padrão, a reação é espontânea. Boa notícia: óxidos de ferro se formam espontaneamente em condições padrão — faz sentido químico!
Passo 6
Arredondamento e apresentação final. Combase nas cifras dos dados (valores fornecidos com 4 algarismos significativos), um resultado com 4 algarismos significativos é apropriado: