(PUC - RJ) Uma caverna com um ambiente químico muito peculiar foi descoberta no México. Nessa caverna, gás sulfídrico reage com oxigênio produzindo ácido sulfúrico, segundo a reação abaixo.
Calcule
e diga se a reação é espontânea ou não.
Dados:
Dados:
Substância |
|
|
---|---|---|
|
|
205,79 |
|
0 | 205,14 |
|
|
156,90 |
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que temos:
– Enunciado:
– Enunciado:
Queremos calcular:
- ΔH° da reação
- ΔS° da reação
- ΔG° da reação (em T = 298 K)
- Dizer se é espontânea ou não.
Conteúdo: Termoquímica (entalpia, entropia e energia livre de Gibbs).
O que vamos precisar:
– Fórmula de soma de entalpias/entropias de formação:
O que vamos precisar:
– Fórmula de soma de entalpias/entropias de formação:
onde
é
ou
.
– Tabela de ΔH°f e S° (fornecida).
– Fórmula de energia livre de Gibbs:
– Tabela de ΔH°f e S° (fornecida).
– Fórmula de energia livre de Gibbs:
Passo 2
Calcular ΔH°:
Usamos
Usamos
Produtos: 1 mol H₂SO₄ → ΔHf = –813,99 kJ/mol
Reagentes: 1 mol H₂S → –20,63 kJ/mol e 2 mol O₂ → 0 kJ/mol cada.
Logo
Reagentes: 1 mol H₂S → –20,63 kJ/mol e 2 mol O₂ → 0 kJ/mol cada.
Logo
Passo 3
Calcular ΔS°:
Mesma ideia:
Mesma ideia:
Dados: S°(H₂SO₄,l)=156,90 J/K·mol; S°(H₂S,g)=205,79 J/K·mol; S°(O₂,g)=205,14 J/K·mol.
Passo 4
Calcular ΔG° a 298 K:
Primeiro, converto ΔS° para kJ/K·mol:
Primeiro, converto ΔS° para kJ/K·mol:
Depois
Passo 5
Analisar espontaneidade:
Se ΔG°<0, a reação é espontânea em condições-padrão.
Aqui ΔG°≈–656,5 kJ/mol, que é negativo, logo a reação é espontânea.
Se ΔG°<0, a reação é espontânea em condições-padrão.
Aqui ΔG°≈–656,5 kJ/mol, que é negativo, logo a reação é espontânea.
Resposta
ΔH° = –793,36 kJ/mol
ΔS° = –459,17 J/K·mol
ΔG° = –656,51 kJ/mol
Reação espontânea (ΔG°<0).
ΔS° = –459,17 J/K·mol
ΔG° = –656,51 kJ/mol
Reação espontânea (ΔG°<0).