Questão 10. Considere a reação:
E os seguintes dados termodinâmicos:
Substance
105.90
73.93
-167.2
56.5
-127.0
96.11
Determine a temperatura (
) em que a reação é não-espontânea, em condições padrão.
c) 432
Substance |
|
|
|
105.90 | 73.93 |
|
-167.2 | 56.5 |
|
-127.0 | 96.11 |
c) 432
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me enviou um exercício de química envolvendo termodinâmica. A gente vai trabalhar com a reação:
O que precisamos descobrir é a temperatura em que essa reação deixa de ser espontânea nas condições padrão. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de entalpia (
) e entropia (
), além da equação da energia livre de Gibbs.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa uma reação ser “não-espontânea”. Isso quer dizer que a reação não ocorre naturalmente nessas condições. Para determinar isso, usamos a equação da energia livre de Gibbs:
Onde:
-
é a energia livre de Gibbs. -
é a variação de entalpia. -
é a temperatura em Kelvin. -
é a variação de entropia.
Quando
, a reação é não-espontânea.
Passo 3
Vamos calcular
e
para a reação dada. Usamos os dados fornecidos:
Variação de Entalpia (
):
Variação de Entropia (
):
Passo 4
Agora, vamos usar a equação da energia livre de Gibbs para encontrar a temperatura onde
, ou seja, o ponto de equilíbrio:
Mas precisamos garantir que as unidades estejam compatíveis. Vamos converter
para J/mol:
Agora, substituímos os valores na equação:
Passo 5
Como a questão pede a temperatura em graus Celsius (
), vamos converter Kelvin para Celsius:
No entanto, o valor que você mencionou (432°C) sugere que poderia haver uma interpretação diferente ou possivelmente uma revisão nos dados fornecidos. Certifique-se de verificar os valores de
e
para garantir que não haja erros.
Resposta
A temperatura em que a reação deixa de ser espontânea nas condições padrão é aproximadamente 1640 °C.