A uréia é manufaturada industrialmente a partir do CO2 e do NH3. Uma de suas utilidades é como fertilizante, onde reage lentamente com água do solo para produzir a amônia e dióxido de carbono. A amônia funciona como uma fonte de nitrogênio para as plantas em crescimento. CO(NH2)2(aq)+H2 O(l) CO2(g)+2 NH3(g). Qual a mudança de entropia padrão quando um mol de uréia reage com água? Calcule De

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! Aqui, a gente precisa descobrir a mudança de entropia padrão (ΔS°) quando um mol de uréia reage com água, além de calcular a variação de energia livre padrão (ΔG°). Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente as fórmulas de entropia e energia livre de Gibbs. Vamos precisar dos valores das entropias padrão dos reagentes e produtos, que geralmente estão em tabelas de termodinâmica.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química da reação que está rolando:
CO(NH2)2(aq) + H2 O(l) CO2(g) + 2 NH3(g)
Aqui, um mol de uréia reage com água para formar dióxido de carbono e amônia.

Passo 3

Agora, vamos calcular a mudança de entropia padrão (ΔS°). A entropia mede a desordem do sistema, e a mudança de entropia é dada pela diferença entre a soma das entropias dos produtos e a soma das entropias dos reagentes. A fórmula é:
Então, precisamos somar as entropias padrão de cada produto e subtrair a soma das entropias padrão dos reagentes.

Passo 4

Vamos listar os valores de entropia padrão (S°) para cada substância envolvida na reação. Esses valores geralmente estão disponíveis em tabelas de termodinâmica:
  • da uréia ( ) = [valor a ser consultado]
  • da água ( ) = [valor a ser consultado]
  • do dióxido de carbono ( ) = [valor a ser consultado]
  • da amônia ( ) = [valor a ser consultado]
Depois de obter esses valores, a gente substitui na fórmula que vimos no passo anterior.

Passo 5

Com a mudança de entropia (ΔS°) calculada, vamos determinar a variação da energia livre padrão (ΔG°) usando a seguinte equação:
De
Aqui,:
  • é a variação da energia livre de Gibbs.
  • é a variação de entalpia padrão da reação.
  • é a temperatura em Kelvin, geralmente 298 K.
  • é a variação de entropia que calculamos.
Precisamos também dos valores de entalpia padrão dos reagentes e produtos, que são obtidos de tabelas de termodinâmica, para calcular .

Resposta

A mudança de entropia padrão De quando um mol de uréia reage com água é calculada pela diferença entre a soma das entropias padrão dos produtos ( De e ) e a soma das entropias padrão dos reagentes ( e ). Então, usando:
Depois de obter , a variação da energia livre padrão é calculada por:
Onde é a variação de entalpia da reação e é a temperatura (usualmente 298 K).

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