A entalpia padrão de combustão a
de acetona líquida
para
é igual a
. Calcule
e
comb.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos pede para calcular algumas grandezas termodinâmicas relacionadas à combustão da acetona líquida (
). A matéria que vamos usar aqui é Termodinâmica Química, especialmente as relações entre entalpia, entropia, energia interna, energia de Helmholtz e energia de Gibbs. Vamos precisar da entalpia padrão de combustão, que já foi dada como
.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que a entalpia de combustão (
) é a quantidade de energia liberada quando 1 mol de acetona é completamente queimada em oxigênio, formando dióxido de carbono e água. A entalpia já foi fornecida, então vamos usar isso como ponto de partida.
Passo 3
Para encontrar a variação da energia interna (
), usamos a relação entre
e
:
Aqui,
é a mudança no número de mols de gás,
é a constante dos gases (
) e
é a temperatura em Kelvin. A temperatura dada é
, que em Kelvin é
.
Passo 4
Vamos equilibrar a equação da combustão da acetona:
Contando os mols de gás antes e depois:
- Reagentes:
mol de - Produtos:
mol de (a água está líquida, então não conta como gás)
Então,
mol.
Passo 5
Agora, calculamos
:
Convertendo para kJ/mol:
Passo 6
Para encontrar a variação de entropia (
), precisaríamos dos valores padrão de entropia dos reagentes e produtos. Como não fornecidos, podemos explicar que:
Sem os valores específicos, não conseguimos calcular numericamente, mas essa é a fórmula que seguiríamos.
Passo 7
A variação da energia de Helmholtz (
) é relacionada à energia interna e à entropia:
Então, usando
e
, podemos calcular
.
Passo 8
A variação da energia de Gibbs (
) é dada por:
Substituindo
e
na equação, obtemos
.
Resposta
Com base nos cálculos e relações termodinâmicas, temos:
Para
,
e
, precisaríamos dos valores padrão de entropia dos reagentes e produtos para calcular numericamente. A metodologia para esses cálculos foi explicada nos passos anteriores.