Suponha que
e
são independentes da temperatura e use os dados disponíveis no Apêndice 2A para calcular
para cada uma das seguintes reações, em
. Em que intervalo
se o valor obtido a partir das energias livres de Gibbs de formação são iguais aos obtidos usando a relação
:
(a) a oxidação de magnetita a hematita:
(s)
(b) a dissolução de
em água:
© a dimerização de
se o valor obtido a partir das energias livres de Gibbs de formação são iguais aos obtidos usando a relação
(a) a oxidação de magnetita a hematita:
(b) a dissolução de
© a dimerização de
Passo 1
Então, vamos resolver um exercício de Termodinâmica onde precisamos calcular a variação da energia livre de Gibbs (
) para três reações químicas diferentes a uma temperatura de
. Para isso, vamos usar a relação
. Vamos precisar dos valores de
(entalpia) e
(entropia) que estão no Apêndice 2A.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, já que na termodinâmica usamos Kelvin. Então,
é igual a
.
Passo 3
Vamos começar com a reação (a): a oxidação de magnetita a hematita.
A reação é:
A reação é:
Precisamos encontrar
Passo 4
Calculamos
da reação subtraindo a soma das entalpias de formação dos reagentes da soma das entalpias de formação dos produtos:
Passo 5
Fazemos o mesmo para
:
Passo 6
Com
e
calculados, aplicamos a fórmula da energia livre de Gibbs:
Substituímos
Passo 7
Repetimos os mesmos passos para as reações (b) e ©:
- (b) Dissolução de
em água:
- © Dimerização de
Calculamos
e
para cada uma e depois
usando a mesma fórmula.
Passo 8
Após calcular
para todas as reações, verificamos o intervalo de temperatura onde os valores obtidos pelas energias livres de Gibbs de formação são iguais aos obtidos pela relação
. Isso ocorre quando as duas abordagens de cálculo produzem o mesmo
, o que depende da constância de
e
com a temperatura.
Resposta
A variação da energia livre de Gibbs (
) foi calculada para cada reação a
utilizando a relação
. O intervalo de temperatura onde os valores obtidos a partir das energias livres de Gibbs de formação são iguais aos obtidos usando a relação mencionada depende da constância das entalpias e entropias de formação com a temperatura, conforme demonstrado nos cálculos para as reações (a), (b) e ©.