Considerando a reação de formação de amônia abaixo, que possui De -92,4 kJ / mol e De, determine o que se pede:
N2(g)+3 H2(g) 2 NH3(g)
A temperatura acima da qual a reação NÃO é espontânea.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a reação
N2(g) + 3,H2(g) longrightarrow 2,NH3(g)
tem ΔH = –92,4 kJ/mol e ΔS = –198,3 J/(mol·K). A matéria aqui é Termoquímica, mais especificamente o critério de espontaneidade usando energia livre de Gibbs, ΔG. Vamos precisar da fórmula
De
e achar a temperatura em que ΔG = 0, porque é aí que a reação deixa de ser espontânea.

Passo 2

Explicando a teoria:
  1. Energia livre de Gibbs, ΔG, nos diz se a reação é espontânea (ΔG<0) ou não (ΔG>0).
  2. Quando ΔG=0, a reação está no limite entre espontânea e não espontânea.
  3. Então, basta igualar
De
e isolar T.

Passo 3

Cuidado com as unidades: ΔH está em kJ/mol e ΔS em J/(mol·K). Vamos passar tudo para joules:
De
Agora iguala à zero e resolve:
0 = -92,400 - T,( -198,3 ) Longrightarrow 0 = -92,400 + 198,3,T
198,3,T = 92,400 Longrightarrow T = 92,400198,3 approx 466,0;K

Resposta

A reação deixa de ser espontânea acima de aproximadamente 466 K.

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