A entalpia-padrão de combustão do aminoácido glicina (NH2 CH2 COOH) é -969 kJ mol^-1, a 298 K , e a sua entropia molar padrão é 103,5 J K^-1 mol^-1 a 298 K . Calcule a energia de Gibbs padrão de formação da glicina a 298 K.
Dados:
De<af H^0(CO2, g)=-393,51 kJmol, De<af H^0(H2 O, l)=
& -285,83 kJmol, De<a Sm^0(C, grafite )=5,740 JK mol, De<a Sm^0(O2, g)= & 205,138 JK mol, De<a Sm^0(N2, g)=191,61 JK mol, De<a Sm^0(H2, g)=130,684 JK mol

Passo 1

O enunciado nos dá a entalpia-padrão de combustão da glicina De<acombH^0=-969 kJ mol^-1 a 298 K e a entropia molar padrão da glicina Sm^0(Gly)=103,5 J K^-1 mol^-1 à mesma temperatura. Precisamos obter a energia de Gibbs padrão de formação De<afG^0(Gly) usando a relação
De<afG^0=De<afH^0-T,De<afS^0
Para isso vamos:
1. Determinar De<afH^0(Gly) a partir da entalpia de combustão e das entalpias de formação dos produtos.
2. Calcular De<afS^0(Gly) a partir das entropias molares padrão dos elementos.
3. Aplicar De<afG^0=De<afH^0-T,De<afS^0.

Passo 2

Balanceamos a combustão completa da glicina C2H5NO2, cujos produtos são CO2(g), H2O(l) e N2(g). A equação balanceada é
C2H5NO2 (s) ;+;2,25;O2(g);longrightarrow;2;CO2(g);+;2,5;H2O(l);+;0,5;N2(g)

Passo 3

Usamos a definição
De<acombH^0 ;=;sum De<afH^0(produtos) ;-;De<afH^0(Gly)
Logo,
-969 = l[2(-393,51)+2,5(-285,83)+0,5cdot0r] ;-;De<afH^0(Gly),
-969 = -1501,595 ;-;De<afH^0(Gly) Longrightarrow De<afH^0(Gly) = -1501,595 + 969 = -532,595 kJ mol^-1

Passo 4

A reação de formação da glicina a partir dos elementos na forma padrão é
2,C(graphite) ;+;2,5,H2(g) ;+;0,5,N2(g);+;1,O2(g) ;longrightarrow;C2H5NO2 (s)
A entropia de formação é
De<afS^0(Gly) = Sm^0(Gly) -l[2,Sm^0(C) +2,5,Sm^0(H2) +0,5,Sm^0(N2) +1,Sm^0(O2)r]
Substituindo os valores (todos em J,K^-1mol^-1):
2cdot5,740+2,5cdot130,684+0,5cdot191,61+1cdot205,138 =639,133,
De<afS^0(Gly) =103,5 - 639,133 = -535,633 J,K^-1mol^-1

Passo 5

Finalmente,
De<afG^0(Gly) =De<afH^0 - T,De<afS^0 =-532,595 kJ/mol -298;Ktimesl(-535,633times10^-3r) kJ/K,mol,
De<afG^0(Gly) =-532,595 + 298times0,535633 =-532,595 +159,67 =-372,925 kJ mol^-1

Resposta

De<afG^0(NH2CH2COOH)approx -373 kJ mol^-1.

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