A combustão do acetileno é usada nos maçaricos de soldadores porque ela produz uma chama muito quente.
(a) Use os valores tabelados de
para calcular o
para essa reação.
(b) Calcule o
para a reação e prediga se a reação é espontânea a
.
(b) Calcule o
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
- (a) calcular
para a reação
- (b) calcular
a e dizer se a reação é espontânea a essa temperatura.
Informações fornecidas:
-
(dado no enunciado). - Temperatura para (b):
.
Vou usar valores tabelados de entropia molar padrão
(valores escolhidos de tabela padrão a
):
-
. -
. -
. -
.
Passo 2
Conceito e fórmula para
.
A entropia molar padrão
é uma propriedade de cada substância (unidade usual
). Para a reação balançada, calcula-se
onde
são os coeficientes estequiométricos (sempre positivos nas somas acima).
Aplicando à reação dada, com os valores tabelados listados no Passo 1:
Passo 3
Cálculo numérico de
(manter unidades em
).
Substituindo os valores:
Explicação curta sobre o sinal:
significa que a entropia total do sistema diminui na reação (a formação de gases mais ordenados/número efetivo de mols de gás mudou de forma a reduzir a entropia total).]
Passo 4
Preparar para calcular
. Fórmula e explicação de unidades.
A energia livre padrão é dada por
onde:
-
está em se e estiverem em . -
foi dado em . -
está em , então precisamos converter para dividindo por .
Converter
:
Temperatura:
Calcular
:
Passo 5
Cálculo final de
e interpretação de espontaneidade.
Usando a fórmula:
Arredondando razoavelmente (duas casas significativas após a vírgula do dado inicial em kJ, mas uma casa decimal já é suficiente aqui):
Interpretação: como
a reação é espontânea sob condições padrão a
. (Observação prática: espontaneidade termodinâmica indica que a reação é favorecida energeticamente; na prática a combustão requer ignição/energia de ativação para começar.)