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40. 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) Sintese do dissulfeto de carbono a partir do gás natural (metano): CH4(g) + 4S(s,rômbico) CS2(l) + 2H2S(g).(b) Produção do acetileno a partir de carbeto de cálcio e água: CaC2(s) + 2H2O(l) C2H2(g) + Ca(OH)2(s). (c) Oxidação da amônia, que é a primeira etapa da produacao comercial do óxido nítrico: 4NH3(g) + 5 O2(g) 4NO(g) + 6H2O(l). (d) Sintese industrial da ureia, um fertilizante comum : CO2(g) + 2NH3(g)   → CO(NH2)2(s) + H2O(l).

Passo 1

Letra (a)

A reação envolvida neste caso é:

CH4(g) + 4S(s,rômbico) CS2(l) + 2H2S(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 S 2 , l + 2 m o l S m ° ( H 2 S , g ) - 1 m o l S m ° C H 4 , g + 4 m o l S m ° S , s

Pegando os dados do apêndice 2A, vem que:

∆ s ° = 1 151,34 + 2 ( 205,79 ) - [ 1 186,26 + 4 31,80 ]

∆ s ° = 249,46 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 em 1,0 unidade.

Passo 2

Letra (b)

A reação envolvida neste caso é:

CaC2(s) + 2H2O(l) C2H2(g) + Ca(OH)2(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 ° = 1 m o l S m ° C 2 H 2 , g + 1 m o l S m ° ( C a O H 2 , s ) - 1 m o l S m ° C a C 2 , s + 2 m o l S m ° H 2 O , l

Pegando os dados do apêndice 2A, vem que:

∆ s ° = 1 200,94 + 2 ( 83,39 ) - [ 1 69,96 + 2 69,91 ]

∆ s ° = 157,94 J m o l   K

Como era de se esperar o sinal da entropia deveria ser positivo porque houve uma produção de moléculas de gás.

Passo 3

Letra (c)

A reação envolvida neste caso é:

4NH3(g) + 5 O2(g) 4NO(g) + 6H2O(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 ° = 4 m o l S m ° N O , g + 6 m o l S m ° ( H 2 O , l ) - 4 m o l S m ° N H 3 , g + 5 m o l S m ° O 2 , g

Pegando os dados do apêndice 2A, vem que:

∆ s ° = 4 210,76 + 6 ( 69,91 ) - [ 4 192,45 + 5 205,14 ]

∆ s ° = - 533 J m o l   K

Como era de se esperar o sinal da entropia deveria ser negativo porque houve um consumo de moléculas de gás.

Passo 4

Letra (d)

A reação envolvida neste caso é:

CO2(g) + 2NH3(g)   → CO(NH2)2(s) + 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 ° C O N H 2 2 , S + 1 m o l S m ° ( H 2 O , l ) - 1 m o l S m ° C O 2 , g + 2 m o l S m ° N H 3 , g

Pegando os dados do apêndice 2A, vem que:

∆ s ° = 1 104,60 + 1 ( 69,91 ) - [ 1 213,74 + 2 192,45 ]

∆ s ° = - 424,13 J m o l   K

Como era de se esperar o sinal da entropia deveria ser negativo porque houve um consumo de moléculas de gás.

Resposta

  1. ∆ s ° = 249,46 J m o l   K
  2. ∆ s ° = 157,94 J m o l   K
  3. ∆ s ° = - 533 J m o l   K
  4. ∆ s ° = - 424,13 J m o l   K

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