QuestJo 4 (2,5): Uma caverna descoberta no México apresenta uma química interessante. Nela, o sulfeto de hidrogênio, H2 S, reage com oxigênio produzindo ácido sulfúrico, H2 SO4, que goteja do teto na forma de goticulas. Se a reação (nāo balanceada) que ocorre é:
ll 2 H2 S(9)^2 & 2 O2(g) 2 H2 SO4(n) De
a) Balanceie a reação. 2 H2 S(g)+2 O2(g) 2 H2 SO4
b) Esta reação é espontânea a 298 K ? Demonstre calculando o De.
c) Comente o sinal negativo de De para esta reação.

Passo 1

Beleza, o exercício fala de uma reação do gás sulfeto de hidrogênio com oxigênio que gera ácido sulfúrico pingando no teto da caverna.
Conteúdo: termodinâmica (entalpia ΔH°, entropia ΔS° e energia livre de Gibbs ΔG°).
O que precisamos:
  1. Balancear a equação.
  2. Usar a fórmula ΔG° = ΔH° − T·ΔS° para ver se é espontânea a 298 K.
  3. Entender por que ΔS° é negativo.

Passo 2

Balanceando a reação:
Temos a equação “não balanceada”
H2S + O2 H2SO4
Conta átomos:
  • H: 2 de cada lado.
  • S: 1 de cada lado.
  • O: 2 no O₂ e 4 no H₂SO₄.
    Para ter 4 átomos de oxigênio, uso 2 O₂:
boxed2,H2S + 2,O2 2,H2SO4
Agora tudo confere: H(4⇔4), S(2⇔2), O(4⇔4).

Passo 3

Calcular ΔG° a 298 K usando
De
Dados (por mol de reação escrita):
De
Então, em 298 K:
De
Como ΔG° é bem negativo, a reação é espontânea a 298 K.

Passo 4

Por que ΔS° é negativo?
Entropia (S) mede a “bagunça” do sistema. Aqui você parte de gases (H₂S e O₂) e forma ácido (líquido), que é muito mais organizado. Logo, a desordem cai → ΔS° negativo.

Resposta

a) Balanceada:
2,H2S(g) + 2,O2(g)to 2,H2SO4(l)
b)
Deâ
c) ΔS° é negativo porque a reação transforma gases (alto grau de desordem) num líquido organizado, diminuindo a entropia.

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