Dadas as seguintes energias livre de Gibbs padrões de formação:
;
.
Calcule as variações de entalpia padrão das seguintes reações: Quais dessas reações ocorrem espontaneamente?
Calcule as variações de entalpia padrão das seguintes reações: Quais dessas reações ocorrem espontaneamente?
Passo 1
O enunciado pede para calcular a variação de entalpia padrão das reações e decidir quais são espontâneas. A reação dada é:
Fornecem-se os seguintes dados (copiando o enunciado):
Passo 2
Observação sobre os dados (importante para o método): os primeiros quatro números estão indicados como energias livres de Gibbs padrão de formação
; os dois últimos aparecem escritos como
no enunciado, mas os valores numéricos
e
coincidem com valores típicos de energia livre de Gibbs padrão de formação para
e
. Portanto há uma inconsistência de notação no enunciado. Como regra geral:
- Para calcular variação de entalpia
eu precisaria explicitamente das entalpias padrão de formação de todos os reagentes e produtos. - Para decidir espontaneidade sob condições-padrão uso a variação de energia livre de Gibbs
.
Vou proceder assim (explicando o porquê): como os dados úteis e completos que aparecem no enunciado são, de fato, as energias livres de Gibbs padrão de formação (pelo menos para
,
,
e também para
se interpretarmos
como
), posso calcular corretamente
e, com isso, dizer se a reação é espontânea nas condições padrão. Já a variação de entalpia
não pode ser calculada porque o enunciado não fornece as entalpias padrão de formação de
,
e
.
Passo 3
Fórmula usada para energia livre de Gibbs da reação (é a regra da soma das formações; isso vem de Hess aplicada a
):
Aqui cada coeficiente estequiométrico é 1, então a soma é simples. Critério de espontaneidade:
- Se
a reação é espontânea nas condições padrão ( , ). - Se
não é espontânea nas condições padrão.
Passo 4
Calculemos
substituindo os valores (interpretei
como
; se isso estiver incorreto, o resultado mudará):
Produtos:
Produtos:
Reagentes:
Diferença (reação):
Passo 5
Interpretação do resultado:
- O valor obtido é
(negativo), portanto a reação é espontânea sob condições padrão. - Sobre a variação de entalpia padrão
: para calculá-la seria necessário conhecer as entalpias padrão de formação de todos os reagentes e produtos e aplicar
Como o enunciado, conforme transcrito, não fornece
para
,
e
, não é possível determinar numericamente
a partir dos dados fornecidos.
Resposta
Não é possível calcular
com os dados fornecidos (faltam
dos sais/ácido).
A reação é espontânea sob condições padrão, pois .
A reação é espontânea sob condições padrão, pois