Questão de termodinâmica

Professora Milena R.

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Respondeu há 2 anos

Oi Vitor

Toda reação observada em sistema possui energia envolvida no processo de formação do produto a partir dos reagentes. Essa energia é a capacidade de realizar trabalho e/ou transmitir calor, ou seja, é ela quem caracteriza a reação como endotérmica ou exotérmica, que influencia se o sistema ganha ou perde energia. Qualquer variação na energia interna de um sistema é dada pela soma do calor com o trabalho realizado pelo OU no sistema.

4 Fe₃O_4(s) + O_{2 (g)} - >  6 Fe₂O_{3 (s)}

A reação a partir da magnetita com o gás oxigênio forma o composto hematita Fe₂O_{3 (s)}. A formação de um produto com altíssima organização molecular (solido) caracteriza uma variação de entropia negativa, já que um dos reagentes da reação esta no estado gasoso, sem organização molecular definida.

A partir dos seguintes valores, encontrados em literatura na internet,

?H = -235,8 kJ/mol

?S = -133,17 kJ/(K.mol)

?G = -195,8 kJ/mol

Podemos concluir que:

A reação é exotérmica, ou seja, libera calor (perde energia), possui baixo grau de desordem, já que a partir de um reagente gasoso forma um produto solido, e ocorre de maneira espontânea no sentido direto pois o DELTA G (energia livre de Gibbs) é menor que zero.

Fe₃O_4(s) + 4 H_{2 (g)}  - >   3 Fe _(s) + 4 H₂O _(g)

Ao contrario da reação anterior, a transformação a partir da magnetita e gas hidrogênio produz, além de um ferro solido, uma substancia gasosa, H₂O _(g). Desse modo, a entropia do sistema pode não ser negativa pois gera uma substancia de alto grau de desordem.

?H = [3.0 + 4.(-242)] – [-1117) = +149 kJ/mol

Devido o valor maior que zero, pode-se concluir que a reação é endotérmica, ou seja, absorve calor (ganha energia).

2 Fe₃O_4(s) + H₂O _(l)  - >  3 Fe₂O_{3 (s)} + H_{2 (g)}

Do mesmo modo que na segunda reação, o gás hidrogênio formado no sistema 3 revela a possibilidade de uma entropia positiva devido a desorganização molecular do H_{2 (g)}.

?H = [2.(1117) + 4.0] – [3.(-826) + 4. (-286)] = -2234 – (-3622) = +1388 kJ/mol

Devido o valor maior que zero, pode-se concluir que a reação é endotérmica, ou seja, absorve calor (Ganha energia).

Espero que tenha lhe ajudado. :)