Calcule a energia de Gibbs padrão, a
, de cada uma das reações seguintes:
.
Passo 1
O enunciado pede para calcular a energia livre de Gibbs padrão, à
, da reação
O que temos e o que nos pedem:
- Informação dada: a equação química da reação (coeficientes estequiométricos explícitos).
- Pedido: calcular
à (isto é, nas condições-padrão: para gases e atividades unitárias para solutos ideais). - Para calcular
precisamos dos valores tabulados de energia livre padrão de formação de cada espécie envolvida à .
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicadinha): a energia livre padrão de reação é a soma ponderada das energias livres padrão de formação dos produtos menos a soma ponderada das energias livres padrão de formação dos reagentes. Em fórmula:
onde:
-
é a energia livre padrão de formação da espécie (unidade ); -
são os coeficientes estequiométricos (positivos para produtos, positivos para reagentes no somatório que subtraios).
Na prática, basta multiplicar cadapelo seu coeficiente e fazer produtos menos reagentes.
Passo 3
Peguei valores tabulados padrão de
à
(valores típicos em tabelas termodinâmicas). Os valores usados são:
-
(elemento na forma padrão). -
(elemento na forma padrão). -
. -
.
Observação: esses números são os valores típicos de tabelas a
. Em prova normalmente fornecem a tabela ou espera-se que o aluno use os valores da tabela do enunciado; aqui uso os valores acima para calcular.
Passo 4
Agora aplicamos a fórmula à reação dada. Escrevendo explicitamente os termos:
Substituindo os valores tabulados:
Passo 5
Façamos as contas passo a passo (sem pular):
- Produtos:
. - Reagentes (a parte da água):
.
Agora a diferença:
Passo 6
Interpretação breve e arredondamento para resposta de prova: o valor negativo indica que, sob condições padrão, a reação é espontânea no sentido escrito (libera energia livre). Em notação prática normalmente arredonda-se para duas ou três algarismos significativos: