A uréia é manufaturada industrialmente a partir do
e do
. 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.
. Qual a mudança de entropia padrão quando um mol de uréia reage com água? Calcule
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:
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:
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
quando um mol de uréia reage com água é calculada pela diferença entre a soma das entropias padrão dos produtos (
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).