Enunciado

39. Use dados da Tabela 8.3 ou apêndice 2A para calcular a variação de entropia padrão de cada uma das seguintes reações a 25°C. Para cada reação, interprete o sinal e a magnitude da entropia de reação. (a) Formacao de 1,00 mol de H2O(l) a partir dos elementos no estado mais estável em 298k. (b) Oxidacao de 1,00 mol de CO(g) a dióxido de carbono. (c) Decomposicao de 1,00 mol de calcita, CaCO3(s), a gás dióxido de carbono e óxido de cálcio sólido.(d) Decomposicao de clorato de potássio : 4KClO3(s) 3 KClO4(s) + KCl(s).

Passo 1

Letra (a)

A reação envolvida neste caso é:

H2(g) + ½ O2(g) H2O(l)

Para calcular a entropia padrão de reação, devemos utilizar a seguinte expressão:

∆ s ° = ∑ n S m ° p r o d u t o s - ∑ n S m ° r e a g e n t e s

Sendo assim, temos que a entropia padrão neste caso será :

∆ s ° = 1 m o l S m ° H 2 O , l - 1 m o l S m ° H 2 , g + 0,5 m o l S m ° O 2 , g

Pegando os dados do apêndice 2A, vem que:

∆ s ° = 1 69,91 - [ 1 130,68 + 0,5 205,14 ]

∆ s ° = - 163,34 J m o l   K

Como era de se esperar o sinal da entropia deveria ser negativo porque a quantidade de moléculas de gás diminuiu. Quanto a magnitude, basta observar no apêndice que a entropia molar dos componentes envolvidos não é igual a zero e portanto a entropia padrão da reação também não é 0.

Passo 2

Letra (b)

A reação envolvida neste caso é:

CO(g) + ½ O2(g) CO2(g)

Para calcular a entropia padrão de reação, devemos utilizar a seguinte expressão:

∆ s ° = ∑ n S m ° p r o d u t o s - ∑ n S m ° r e a g e n t e s

Sendo assim, temos que a entropia padrão neste caso será :

∆ s ° = 1 m o l S m ° C O 2 , g - 1 m o l S m ° C O , g + 0,5 m o l S m ° O 2 , g

Pegando os dados do apêndice 2A, vem que:

∆ s ° = 1 213,74 - [ 1 197,67 + 0,5 205,14 ]

∆ s ° = - 86,50 J m o l   K

Como era de se esperar o sinal da entropia deveria ser negativo porque a quantidade de moléculas de gás diminuiu 0,5 unidades.

Passo 3

Letra (c)

A reação envolvida neste caso é:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

Para calcular a entropia padrão de reação, devemos utilizar a seguinte expressão:

∆ s ° = ∑ n S m ° p r o d u t o s - ∑ n S m ° r e a g e n t e s

Sendo assim, temos que a entropia padrão neste caso será :

∆ s ° = 1 m o l S m ° C O 2 , g + 1 m o l S m ° ( C a O , s ) - 1 m o l S m ° C a C O 3 , s

Pegando os dados do apêndice 2A, vem que:

∆ s ° = 1 213,74 + 39,75 - [ 1 ( 92,09 ) ]

∆ s ° = 160,6 J m o l   K

Como era de se esperar o sinal da entropia deveria ser positivo porque a quantidade de moléculas de gás aumentou 1,0 unidade.

Passo 4

Letra (d)

A reação envolvida neste caso é:

4KClO3(s) 3 KClO4(s) + KCl(s).

Para calcular a entropia padrão de reação, devemos utilizar a seguinte expressão:

∆ s ° = ∑ n S m ° p r o d u t o s - ∑ n S m ° r e a g e n t e s

Sendo assim, temos que a entropia padrão neste caso será :

∆ s ° = 3 m o l S m ° K C l O 4 , s + 1 m o l S m ° ( K C l , s ) - 4 m o l S m ° K C l O 3 , s

Pegando os dados do apêndice 2A, vem que:

∆ s ° = 3 151,0 + 82,59 - [ 4 ( 143,1 ) ]

∆ s ° = - 36,8 J m o l   K

Como era de se esperar o sinal da entropia deveria ser negativo.

Resposta

  1. ∆ s ° = - 163,34 J m o l   K
  2. ∆ s ° = - 86,50 J m o l   K
  3. ∆ s ° = 160,6 J m o l   K
  4. ∆ s ° = - 36,8 J m o l   K
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