Calcule a entropia da reação padrão de combustão do metano a dióxido de carbono e água líquida a 25^{\circ} \mathrm{C}.

Passo 1

O enunciado pede a variação de entropia padrão \Delta S^\circ da reação de combustão do metano em 25\circC (298 K). O conteúdo é cálculo de entropia de reação, e vamos usar a relação
\Delta S^\circ = \sum S^\circ_{\text{produtos}} - \sum S^\circ_{\text{reagentes}}.

Passo 2

Anotamos a reação balanceada:
\mathrm{CH_4(g)} + 2\,\mathrm{O_2(g)} \longrightarrow \mathrm{CO_2(g)} + 2\,\mathrm{H_2O(l)}.

Passo 3

Consultando tabelas de entropias molares padrão a 298 K, temos:
A entropia de \mathrm{CH_4(g)} é 186,25\\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}.
A entropia de \mathrm{O_2(g)} é 205,14\\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}.
A entropia de \mathrm{CO_2(g)} é 213,74\\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}.
A entropia de \mathrm{H_2O(l)} é 69,91\\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}.

Passo 4

Somamos as entropias dos produtos e reagentes:
\sum S^\circ_{\text{produtos}} = S^\circ(\mathrm{CO_2(g)}) + 2\,S^\circ(\mathrm{H_2O(l)}) = 213{,}74 + 2 \times 69{,}91 = 353{,}56\\ \mathrm{J\cdot K^{-1}}
\sum S^\circ_{\text{reagentes}} = S^\circ(\mathrm{CH_4(g)}) + 2\,S^\circ(\mathrm{O_2(g)}) = 186{,}25 + 2 \times 205{,}14 = 596{,}53\\ \mathrm{J\cdot K^{-1}}

Passo 5

Calculamos
\Delta S^\circ = 353{,}56 - 596{,}53 = -242{,}97\\ \mathrm{J\cdot K^{-1}}
ou, arredondando, -243\\ \mathrm{J\cdot K^{-1}}.

Resposta

\Delta S^\circ = -243\\ \mathrm{J\cdot K^{-1}}

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