EXERCÍCIO DETALHADO FÍSICO QUÍMICA 2

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PROFESSOR LUÍS HENRIQUE 
 
EXERCÍCIO DETALHADO FÍSICO QUÍMICA 2 
 
Use os dados termodinâmicos para calcular Sºtotal para a reação de combustão do 
butano a 25º C. Discuta o valor encontrado com relação a espontaneidade ou não 
da reação. Discuta o valor esperado para a variação de energia livre para a reação 
em questão. 
ESPÉCIE Hº f (KJ/mol) Sº(J/K.mol) 
CO2 (g) - 393,51 213,74 
H2O (l) -285,83 69,91 
O2 (g) 0 205,14 
C4H10 (g) -126,15 310,23 
RESOLUÇÃO 
C4H10 (g) + 
13
2
 O2 (g) → 4 CO2 (g) + 5 H2O (l) 
Hº f = HProdutos - HReagentes 
Hº f = [4(- 393,51) + 5(- 285,83)] – [(- 126,15) + 
13
2
 (0)] 
Hº f = (- 1574,04) + (- 1429,15) – (- 126,15) 
Hº f = -1574,04 – 1429,15 + 126,15 
Hº f = -2877,04 KJ 
 
 
 
 
 
 
Svizinhança = 
− H
𝑇 (𝐾)
 
Svizinhança = 
− (−2877,04)𝐾𝐽
298,15 𝐾
 
Svizinhança = 9649,64 J.K-1 
 
 
 
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Ssistema = SºPRODUTOS – SºREAGENTES 
Ssistema = [4(213,74) + 5(69,91)] – [310,23 + 
13
2
 (205,14) 
Ssistema = 854,96 + 349,55 – 310,23 – 1333,41 
Ssistema = -439,13 J/K 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sendo assim, temos que a reação NÃO É ESPONTÂNEA, pois S > 0 e G < 0. 
 
Em uma determinada reação química que ocorre em uma indústria a 50º C, a 
variação de entalpia é -328 KJ.mol-1 e a variação de entropia é de -152 J.K-1.mol-1. 
(a) Calcule a variação de energia de Gibbs para a reação em questão. 
 
 
 
 
 
SºTOTAL = SSISTEMA + SVIZINHANÇA 
SºTOTAL = -439,13 J/K + 9649,64 J.K-1 
SºTOTAL = 9210,51 J.K-1 
SºTOTAL = 9,21051 KJ.K-1 
 
G= H – T . S 
G = -2877040 J – 298,15 K . (-439,13 J/K) 
G= -2887704 J + 130926,6095 J/K 
G= -156777,3905 J/K 
 
DADOS: 
T = 50º C → 323,15 K 
H = -328 KJ.mol-1 
S = -152 J.K-1.mol-1 
 
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G = H – T . S 
G = (-328000 J.mol-1) – 323,15 K . (-152 J.K-1.mol-1) 
G = -328000 + 49118,80 
G = -278881,20 J.mol-1 
 
(b) A reação é espontânea? Justifique. 
Sim, pois a energia de Gibbs é menor que zero. 
(c) Determine o valor de SºTOTAL 
SºTOTAL = SSISTEMA + SVIZINHANÇA 
SºTOTAL = -152 J.K-1.mol-1 + 1015,00851 J.mol-1.K-1 
SºTOTAL = 863,00851 J.K-1.mol-1 
 
Considere a reação para a produção de metanol gasoso a partir de gás hidrogênio 
e monóxido de carbono gasoso. 
 
Hº f (KJ/mol) Sº(J/K.mol) 
CO(g) -110,53 197,67 
H2(g) 0 130,684 
CH3OH(l) -238,66 126,8 
 
Avalie se a reação é espontânea a 25º C, a partir de duas estratégias: 
(a) Calcule a variação de entropia total para avaliar a espontaneidade da reação. 
CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l) 
 
 
 
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Svizinhança = 
− H
𝑇 (𝐾)
 
Svizinhança = 
−(−128,13 KJ.mol−1
298,15 𝐾
 
Svizinhança = 0,42975 KJ.K-1 
 
 
SºTOTAL = SSISTEMA + SVIZINHANÇA 
SºTOTAL = 429,75 J.K-1 + (-332,23800 J.K-1) 
SºTOTAL = 97,51200 J.K-1 
 
Ssistema = SºPRODUTOS – SºREAGENTES 
Ssistema = 126,8 – [197,67 + 2(130,684) 
Ssistema = 126,8 – 197,67 – 261,36800 
Ssistema = -332,23800 J.K-1 
 
Hº f = HProdutos - HReagentes 
Hº f = (-238,66) – [(-110,53) + 0) 
Hº f = -238,66 + 110,53 
Hº f = -128,13 KJ 
 
(b) Calcule a variação da energia livre de Gibbs e discuta o valor encontrado de 
acordo com o item anterior. 
 
 
PROFESSOR LUÍS HENRIQUE 
 
G = H – T . S 
G = (-128130 J) – 298 K . (-332,23800 J.K-1) 
G = -128130 J + 99006,924 J.K-1 
G = -29123,076 J.K-1