A decomposição térmica do nitrato de amônia ocorre através da seguinte reação: NH4 NO3(s) N2 O(g)+2 H2 O(g) a temperatura de 70^circ C. (a) Calcule a entalpia padrão de decomposição do nitrato de amônia a partir dos dados fornecidos no exercício. Considere que De e De não são afetados por mudanças de temperatura. (Dados: De kJ / mol, De J / Kmol, Sm ^circ(N2 O, g)=+219,85 J / Kmol)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a decomposição térmica do nitrato de amônia! A gente vai trabalhar com conceitos de termodinâmica, especificamente entalpia, energia de Gibbs e entropia. Para isso, vamos precisar usar as fórmulas que ligam essas grandezas e os dados que o problema forneceu, como as energias livres de formação e as entropias molares das substâncias envolvidas na reação.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a variação da energia livre padrão da reação, que é representada por De. Essa variação é dada pela diferença entre a soma das energias livres de formação dos produtos e a soma das energias livres de formação dos reagentes.
A reação dada é:
NH4 NO3(s) N2 O(g) + 2 H2 O(g)
Então, calculamos De assim:
De
Substituindo os valores:
De
De
De

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação da entropia padrão da reação, De. Fazemos isso subtraindo a soma das entropias dos reagentes da soma das entropias dos produtos.
Usando os dados:
De
De
De
Δr S^circ = 597,51 - 151,08 = 446,43, J/Kmol

Passo 4

Com De e De calculados, podemos encontrar a variação da entalpia padrão da reação, De, usando a relação:
De
Rearranjando para De:
De
A temperatura T é de 70^circC, que em Kelvin fica:
T = 70 + 273,15 = 343,15, K
Agora, substituindo os valores:
De
Primeiro, convertemos 446,43 J/Kmol para kJ/Kmol:
446,43, J/Kmol = 0,44643, kJ/Kmol
Agora, multiplicamos:
343,15, K times 0,44643, kJ/Kmol = 153,05, kJ/mol
Por fim:
De

Resposta

A entalpia padrão de decomposição do nitrato de amônia a 70^circC é -16,02, kJ/mol.

Exercícios relacionados