Calcule o valor de energia livre, a 25^circ C, para a reação:
2 Na2 O2(s)+2 H2 O(I) longrightarrow 4 NaOH(s)+O2(g)
Dados:
Subst.
Na2 O2(s)
NaOH^2(s)
H2 O(I)
O2(g)
H^circ f(25^circ C, kJ mol ^-1)
-510,9
-426,8
-286,0
S^circ(25^circ C, J mol^-1 K^-1)
94,60
64,18
69,69
205,0

Passo 1

Tranquilo, o enunciado pede pra calcular a energia livre de Gibbs (ΔG°) a 25 °C da reação
2,Na2O2(s) + 2,H2O(l)longrightarrow 4,NaOH(s) + O2(g)
O assunto é termodinâmica: energia livre de Gibbs. Vamos precisar dos dados de entalpia padrão de formação (ΔHf°) e entropia padrão (S°) de cada substância, além da fórmula
$$\begin{cases}
\Delta H^\circ_{rxn} = \sum\Delta H_f^\circ(prod.) - \sum\Delta H_f^\circ(reag.)\
\Delta S^\circ_{rxn} = \sum S^\circ(prod.) - \sum S^\circ(reag.)\
\Delta G^\circ = \Delta H^\circ_{rxn} - T,\Delta S^\circ_{rxn}
\end{cases}$$

Passo 2

Vamos achar primeiro ΔH° da reação:
Usando
De
1) Produtos:
– 4 mol NaOH(s) → 4times(-426,8;kJ/mol) = -1707,2;kJ
– 1 mol O₂(g) → De (elemento)
Total produtos = –1707,2 kJ
  1. Reagentes:
    – 2 mol Na₂O₂(s) → 2times(-510,9;kJ/mol) = -1021,8;kJ
    – 2 mol H₂O(l) → 2times(-286,0;kJ/mol) = -572,0;kJ
    Total reagentes = –1593,8 kJ
Então
De

Passo 3

Agora ΔS° da reação:
De
1) Produtos:
– 4 mol NaOH(s) → 4times64,18 = 256,72;J/K
– 1 mol O₂(g) → 205,0;J/K
Total produtos = 256,72 + 205,0 = 461,72 J/K
  1. Reagentes:
    – 2 mol Na₂O₂(s) → 2times94,60 = 189,20;J/K
    – 2 mol H₂O(l) → 2times69,69 = 139,38;J/K
    Total reagentes = 189,20 + 139,38 = 328,58 J/K
Então
$$\Delta S^\circ_{rxn} = 461,72 - 328,58 = 133,14;\mathrm{J/K}
= 0{,}13314;\mathrm{kJ/K}$$

Passo 4

Por fim, calcular ΔG° a T = 25 °C = 298,15 K:
$$\Delta G^\circ = \Delta H^\circ_{rxn} - T,\Delta S^\circ_{rxn}
= -113{,}4;\mathrm{kJ} - (298{,}15;\mathrm{K})(0{,}13314;\mathrm{kJ/K})$$
De

Resposta

ΔG° = –153,1 kJ

Exercícios relacionados