(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.
H2 S(g)+2 O2(g) H2 SO4(I)
Calcule De e diga se a reação é espontânea ou não.
Dados:
Substância De S^circ(J K^-1 mol^-1)
H2 S(g) -20,63 205,79
O2(g) 0 205,14
H2 SO4(I) -813,99 156,90

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que temos:
– Enunciado:
H2S(g) + 2,O2,(g) ;longrightarrow; H2SO4,(l)
Queremos calcular:
  1. ΔH° da reação
  2. ΔS° da reação
  3. ΔG° da reação (em T = 298 K)
  4. 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:
onde De é ou .
– Tabela de ΔH°f e S° (fornecida).
– Fórmula de energia livre de Gibbs:

Passo 2

Calcular ΔH°:
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.
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De

Passo 3

Calcular ΔS°:
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.
De

Passo 4

Calcular ΔG° a 298 K:
Primeiro, converto ΔS° para kJ/K·mol:
De
Depois
De

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.

Resposta

ΔH° = –793,36 kJ/mol
ΔS° = –459,17 J/K·mol
ΔG° = –656,51 kJ/mol
Reação espontânea (ΔG°<0).

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