Questão 6. Usando os dados apresentados à 298 K , calcule os valores de De<a H^circ e De<a S^circ para as seguintes reações. Utilizando os valores previstos de De<a H^circ e De<a S^circ, calcule De<a G^circ para as reações e indique a espontaneidade das mesmas.
(c) 6 Cl2(g)+2 Fe2 O3(s) 4 FeCl3(s)+3 O2(g)

Passo 1

O enunciado pede para calcular o calor de reação padrão De<a H^circ e a variação de entropia padrão De<a S^circ da reação
6,Cl2(g)+2,Fe2O3(s)longrightarrow 4,FeCl3(s)+3,O2(g)
usando dados tabelados a 298, K, e depois usar esses valores para obter De<a G^circ e discutir espontaneidade. O conteúdo é Termoquímica: soma ponderada de entalpias e entropias de formação, seguida de cálculo de energia livre com
De<a G^circ=De<a H^circ-T,De<a S^circ

Passo 2

Escrevemos a expressão de De<a H^circ pela soma das entalpias padrão de formação De<a Hf^circ:
De<a H^circ =sum nu,De<a Hf^circ(produtos) -sum nu,De<a Hf^circ(rea>=ntes)
Usando valores típicos a 298, K:
De<a Hf^circ[Cl2(g)]=0,
De<a Hf^circ[O2(g)]=0,
De<a Hf^circ[Fe2O3(s)]=-824,2,kJ/mol,
De<a Hf^circ[FeCl3(s)]=-399,0,kJ/mol.

Passo 3

Substituindo na expressão:
De<a H^circ =l(4cdot(-399,0)+3cdot0r) -l(6cdot0+2cdot(-824,2)r) =-1596,0 -(-1648,4) =52,4,kJ

Passo 4

Escrevemos a expressão de De<a S^circ pela soma das entropias padrão S^circ:
De<a S^circ =sum nu,S^circ(produtos) -sum nu,S^circ(rea>=ntes)
Usando valores típicos a 298, K:
S^circ[Cl2(g)]=223,1,J/(mol,K),
S^circ[O2(g)]=205,1,J/(mol,K),
S^circ[Fe2O3(s)]=87,4,J/(mol,K),
S^circ[FeCl3(s)]=127,3,J/(mol,K).

Passo 5

Substituindo na expressão:
De<a S^circ =l(4cdot127,3+3cdot205,1r) -l(6cdot223,1+2cdot87,4r) =1124,5-1513,6 =-389,1,J/(mol,K)

Passo 6

Agora calculamos
De<a G^circ =De<a H^circ-T,De<a S^circ =52,4,kJ-298, Kcdotl(-0,3891,kJ/(mol,K)r) =52,4+115,9 =168,3,kJ

Passo 7

Como De<a G^circ>0, a reação não é espontânea em condições padrão a 298, K.

Resposta

De<a H^circ=+52,4,kJ De<a S^circ=-389,1,J/(mol,K) De<a G^circ=+168,3,kJ to reação não espontânea.

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