Calcule o trabalho máximo extra (de não expansão), por mol, que pode ser obtido de uma célula combustível na qual a reação química consiste na reação de combustão do propano a 298 K. Reação:
C3 H8(g)+5 O2(g) longrightarrow 3 CO2(g)+4 H2 O(l)
Dado(s): De
C3 H8(g) -23,49 CO2(g) -394,36
O2(g) 0 H2 O(l) -237,13

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o trabalho máximo extra que podemos obter de uma célula combustível durante a combustão do propano ( ) a 298 K. Isso envolve conceitos de termodinâmica, especificamente a função Gibbs livre de energia. Para resolver, vamos precisar entender as variações de Gibbs padrão de formação ( ) das substâncias envolvidas na reação.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação de combustão do propano:
C3H8(g) + 5,O2(g) longrightarrow 3,CO2(g) + 4,H2O(l)

Passo 3

Para encontrar o trabalho máximo extra, usamos a variação da energia livre de Gibbs ( De=ntes) ) da reação. A fórmula geral para da reação é:

Passo 4

Vamos listar as fornecidas:
  • :
  • : (elemento no estado padrão)
  • :
  • :

Passo 5

Agora, aplicamos a fórmula da variação de Gibbs para a reação:
De

Passo 6

Calculando cada termo:
  • Produtos:
  • Reagentes:

Passo 7

Somando os produtos e reagentes:
De

Passo 8

O trabalho máximo extra ( Wmax = -De) que pode ser obtido é igual à variação da energia livre de Gibbs da reação:

Resposta

O trabalho máximo extra que pode ser obtido é de aproximadamente .

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