Calcule energia livre da reação B2 O3(s)+6 HF(g) 2 BF3(g)+3 H2 O(l) a 80^circ C.
De S^circ, J / K mol
B2 O3 -1272,8 53,87
HF -271,1 173,78
H2 O -285,83 69,91
BF3 -1137 254,12

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a energia livre da reação:
B2O3(s) + 6,HF(g) 2,BF3(g) + 3,H2O(l)
Estamos trabalhando com termodinâmica, especificamente com a energia livre de Gibbs ( De). Para resolver isso, vamos precisar das entalpias padrão ( De) e das entropias padrão ( S^circ) das substâncias envolvidas, além da temperatura em que a reação ocorre.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula para calcular a energia livre de Gibbs:
De
Onde:
  • De é a energia livre da reação.
  • De é a variação de entalpia.
  • T é a temperatura absoluta em Kelvin.
  • De é a variação de entropia.

Passo 3

Vamos calcular Deçã usando as entalpias padrão dos reagentes e produtos:
De=ntesçã
Substituindo os valores:
Deçã
Vamos calcular cada parte:
Produtos:
2 times (-1137) = -2274,kJ/mol
3 times (-285,83) = -857,49,kJ/mol
Total produtos: -2274 - 857,49 = -3131,49,kJ/mol
Reagentes:
1 times (-1272,8) = -1272,8,kJ/mol
6 times (-271,1) = -1626,6,kJ/mol
Total reagentes: -1272,8 - 1626,6 = -2899,4,kJ/mol
Agora, a variação de entalpia da reação:
Deçã

Passo 4

Agora, vamos calcular Deçã usando as entropias padrão dos reagentes e produtos:
De=ntesçã
Substituindo os valores:
Deçã
Vamos calcular cada parte:
Produtos:
2 times 254,12 = 508,24,J/K·mol
3 times 69,91 = 209,73,J/K·mol
Total produtos: 508,24 + 209,73 = 717,97,J/K·mol
Reagentes:
1 times 53,87 = 53,87,J/K·mol
6 times 173,78 = 1042,68,J/K·mol
Total reagentes: 53,87 + 1042,68 = 1096,55,J/K·mol
Agora, a variação de entropia da reação:
Deçã

Passo 5

Agora, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, já que a fórmula usa Kelvin:
T(K) = 80°C + 273,15 = 353,15,K

Passo 6

Vamos agora calcular a energia livre da reação usando a fórmula:
De
Antes de substituir, precisamos garantir que as unidades estejam compatíveis. Vamos converter De de J/K·mol para kJ/K·mol:
Deçã
Agora, substituindo os valores:
De
Calculando o segundo termo:
353,15 times (-0,37858) = -133,53,kJ/mol
Então:
De

Resposta

A energia livre da reação a 80^circC é de aproximadamente -98,56,kJ/mol.

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