A decomposição térmica do nitrato de amônia ocorre através da seguinte reação:
a temperatura de
. (a) Calcule a entalpia padrão de decomposição do nitrato de amônia a partir dos dados fornecidos no exercício. Considere que
e
não são afetados por mudanças de temperatura. (Dados:
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
. 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:
Então, calculamos
assim:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação da entropia padrão da reação,
. Fazemos isso subtraindo a soma das entropias dos reagentes da soma das entropias dos produtos.
Usando os dados:
Passo 4
Com
e
calculados, podemos encontrar a variação da entalpia padrão da reação,
, usando a relação:
Rearranjando para
:
A temperatura
é de
, que em Kelvin fica:
Agora, substituindo os valores:
Primeiro, convertemos 446,43 J/Kmol para kJ/Kmol:
Agora, multiplicamos:
Por fim:
Resposta
A entalpia padrão de decomposição do nitrato de amônia a
é
.