Estime a temperatura na qual 50 % do CaCO3 (calcita) está decomposto conforme a reação.
CaCO3(s) rightarrow CaO(s)+CO2(g)
Dado: 92,5 J K^-1 cdot mol^-1

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para estimar a temperatura à qual metade do CaCO₃ se decompõe na reação
CaCO3(s) ;<=ftharpoons; CaO(s) + CO2(g),
Isso é termodinâmica de equilíbrio, então vamos precisar de ΔH° e ΔS° da reação e da condição de equilíbrio ΔG°=0 (porque “50% de decomposição” a essa temperatura vai corresponder a Kₚ=1 bar, o ponto onde ΔG°=0).

Passo 2

Calcular ΔH° da reação usando entalpias de formação:
ΔH°reação = Δf H°(CaO) + Δf H°(CO₂) - Δf H°(CaCO₃), çã
Substituindo:
ΔH° = (-635,09) + (-393,51) - (-1206,9) = 178,30;kJ/mol

Passo 3

Calcular ΔS° da reação usando entropias padrão:
ΔS°reação = S°(CaO) + S°(CO₂) - S°(CaCO₃) = 39,75 + 213,74 - 92,5 = 161,0;J/Kcdot mol çã

Passo 4

Na condição em que metade do sólido está decomposta a 1 bar de CO₂, usamos ΔG°=0 e
ΔG° = ΔH° - T,ΔS° = 0 Longrightarrow T = ΔH°ΔS°,

Passo 5

Devemos alinhar unidades:
ΔH° = 178 300 J/mol; ΔS° = 161,0 J/K·mol.
T = 178,300161,0 approx 1108;K

Resposta

A temperatura estimada é cerca de 1108 K (≈ 835 °C).

Exercícios relacionados