Calcule a variação da entropia-padrão para a combustão do metano (
). Dados, a 298 K :
.
Passo 1
O que o enunciado pede: calcular a variação da entropia-padrão para a combustão completa do metano, isto é
da reação balanceada à
.
Informações dadas (peguei estes números do enunciado):
O que preciso calcular:
da reação de combustão do metano (valor por mol de reação, na forma padrão).
Passo 2
Fórmula que vamos usar e porquê: para qualquer reação química a variação de entropia-padrão é a soma das entropias-padrão dos produtos, ponderadas pelos coeficientes estequiométricos, menos a soma das entropias-padrão dos reagentes, também ponderadas pelos coeficientes. Em símbolo:
Aqui
são os coeficientes estequiométricos (positivos), e
é a entropia-padrão molar de cada espécie. Essa é a forma padrão e direta — basta saber a reação balanceada e os valores de
.
Passo 3
Escrevendo a reação balanceada da combustão completa do metano:
Logo os coeficientes estequiométricos que usaremos são: para produtos
,
; para reagentes
,
.
Passo 4
Calcular a soma das entropias dos produtos (fazendo passo a passo):
Agora calculando os termos:
Passo 5
Calcular a soma das entropias dos reagentes:
Calculando os termos:
Passo 6
Agora aplicamos a fórmula da Passo 2:
Substituindo os valores que acabamos de calcular:
Interpretação rápida (didática e prática para prova): o sinal negativo indica que a entropia total do sistema diminui na reação. Isso faz sentido fisicamente porque começamos com
mol de
e
mol de
(total
mol de gás) e formamos
mol de
mais
mol de
— ou seja, há uma redução no número de mols gasosos e formação de líquido, que geralmente reduz a entropia do sistema.
Observação sobre o arredondamento: usando exatamente os dados fornecidos obtém-se
. Pequenas diferenças (por exemplo
) vêm de variações de arredondamento nas tabelas de
, mas o procedimento é este.