Calcule o trabalho máximo diferente de expansão que se pode obter, por mol, numa pilha a combustível em que a reação é a combustão do propano:
a 298 K . Procure os dados de
nos livros se necessário.
Resposta:
Resposta:
Passo 1
Então, a gente vai resolver um exercício de termodinâmica química. O enunciado pede para calcular o trabalho máximo, diferente do trabalho de expansão, que se pode obter por mol numa pilha a combustível onde ocorre a combustão do propano (
) a 298 K. Para isso, vamos precisar usar a variação da energia livre de Gibbs
das substâncias envolvidas na reação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a energia livre de Gibbs (
). Ela nos diz a quantidade de energia disponível para realizar trabalho em uma reação química a temperatura e pressão constantes. Se a
for negativa, a reação libera energia que pode ser usada como trabalho.
Passo 3
A reação de combustão do propano é dada por:
Vamos calcular a variação da energia livre de Gibbs padrão (
) dessa reação usando a fórmula:
Passo 4
Agora, precisamos dos valores de
de formação (
) para cada substância na reação. Esses valores geralmente estão tabelados:
-
-
(elemento na forma padrão) -
-
Passo 5
Vamos aplicar esses valores na fórmula da
:
Primeiro calculamos os produtos:
Somando os produtos:
Agora, os reagentes:
Somando os reagentes:
Passo 6
Subtraindo a soma dos reagentes da soma dos produtos:
Esse valor negativo indica que a reação libera energia.
Resposta
O trabalho máximo obtido por mol de propano na reação é
.