Com as entropias calculadas no conteúdo anterior para as reações
E com as entalpias das mesmas reações, calcule as energias de Gibbs padrão das reações a 298 K .
E com as entalpias das mesmas reações, calcule as energias de Gibbs padrão das reações a 298 K .
Passo 1
O enunciado pede para calcular as energias de Gibbs padrão das reações a 298 K para
Informações dadas (ou esperadas): entropias das espécies/reação calculadas no conteúdo anterior e entalpias das mesmas reações. Observação importante: aqui não foram fornecidos os valores numéricos de
(entalpia padrão da reação) nem de
(entropia padrão da reação). Esses valores numéricos são necessários para obter
. Neste passo apenas identificamos o pedido e as informações que deveriam existir; não se faz cálculo ainda.
Passo 2
Fórmula principal e significado das grandezas. A relação entre energia livre de Gibbs padrão, entalpia padrão e entropia padrão a uma temperatura
é
Explicando cada símbolo de forma bem direta:
-
é a variação da energia livre de Gibbs padrão da reação à temperatura (unidade geralmente ou ). -
é a variação de entalpia padrão da reação (normalmente em ). -
é a variação de entropia padrão da reação (normalmente em ). -
é a temperatura absoluta em kelvin; aqui (pode usar se o enunciado assim pedir).
Passo 3
Unidades e conversões (muito importante para não errar na prova). Regra prática: antes de aplicar a fórmula, coloque
e
na mesma unidade.
- Se
estiver em e em , converta para dividindo por :
- Alternativamente converta
para multiplicando por . O importante é consistência: ambas as parcelas em kJ/mol ou ambas em J/mol.
Exemplo de forma pronta para cálculo:
Passo 4
Como obter
e
para a reação (se tiver valores de formação padrão das espécies). Se tiverem sido calculadas as entalpias/entropias padrão das espécies, então:
onde
são os coeficientes estequiométricos. Para a reação dada, com coeficientes 1,
(Se no conteúdo anterior já foram dadas as variações de reação
e
, usar diretamente esses valores.)
Passo 5
Procedimento prático passo a passo para calcular numéricamente (o que fazer na prova, etapa a etapa):
- Reúna numéricos:
(em preferencialmente) e (em ). - Converta
para dividindo por . - Calcule
com (ou se o enunciado pedir). - Subtraia:
. - Dê a resposta com unidades e algarismos significativos adequados, por exemplo
. - Interprete o sinal:
reação espontânea em condições padrão; não espontânea; equilíbrio padrão.
Passo 6
Exemplo numérico ilustrativo (apenas para treinar a técnica; NÃO é o resultado pedido porque os seus valores não foram fornecidos): suponha que das contas anteriores se obteve
e
. Então:
- Converta
:
- Calcule
a :
- Calcule
:
Interpretação:
, reação espontânea em condições padrão nesse exemplo.
Passo 7
Como usar
para encontrar a constante de equilíbrio
(dica útil na prova): usar
onde
. Atenção às unidades: se
estiver em
, converta para
para usar
em
. Assim,
Isso permite, por exemplo, saber se a reação favorece produtos (
) ou reagentes (
).
Passo 8
Conclusão prática e o que falta para fornecer a resposta numérica pedida: para calcular as energias de Gibbs padrão a
para a reação dada é preciso os valores numéricos de
e
(ou as entalpias/entropias padrão de formação de cada espécie usados para montar as variações de reação). Esses valores não foram incluídos na sua mensagem, logo não há como apresentar os números finais pedidos sem inventar dados. Se já tiver esses valores (por exemplo:
valor em kJ/mol e
valor em J/mol·K), aplicar os passos 3–5 acima para obter
.
Resposta
Não é possível calcular
a
porque os valores numéricos de
e
da reação não foram fornecidos.