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Apostila 1 - Entropia e energia de gibbs

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Apostila
1
QUÍMICA
Profª Msc. Érika Almeida
Email: erika33 quimica@hot mail.co m
ENTROPIA E ENERGIA DE GIBBS
1. ENTROPIA
Para avaliar o “o gra u de desordem” de
um sistema, os cientista designaram uma grandeza
denominada de ENTROPIA (S).
∆S = Sfinal
– Sinicial > 0
A entropia é zero para substâncias simples sob
condições padrão (ex: O2, Cl2)
2. ENERGIA DE GIBBS ∆G
Dica: Para memorizar a fórmula se lembre
da frase: "Gente, Hoje Tem Sol".
∆G = ∆H - T∆S
Onde: ∆H = variação de entalpia
T =temperatura em Kelvin
A variação da energia livre de Gibbs (∆G)
traduz a espontaneidade ou não de uma
reação.
a) ∆G > 0 processo não espontâneo
com a a juda de ener gia externa,
consegue-se chegar ao estado final do
processo.
b) ∆G = 0 sistema em equilíbrio
O processo, neste caso, não evolui ( não
“caminha”).
c) ∆G < 0 processo é espontâneo
Quanto menor o valor da energia de
Gibbs, mais fácil será a reação.
EXERCÍCIOS
Questão 01. Calcule a variação de entropia (∆S)
da reação:
H2(g) + I2(g) 2HI(g) a 25° C, s abendo que ,
nesta temperatura, as entropias-padrão são:
H2(g) = 31 cal/K.mol
I2(g) = 27 cal/K.mol
HI
(g) = 49 cal/K.mol
a) 40 J/K.mol
b) 44 J/K.mol
c) 53 J/K.mol
d) 24 J/K.mol
e) 90 J/K.mol
Questão 02. Calcule a variação de entropia pa drão
para a seguinte reação:
2 Ag2O(s) 4Ag
(s) + O2(g)
S dado °[Ag
2O] = 121,3 J/K.mol
S°[Ag(s)] = 42,6 J/K.mol
S°[O2(g)] = 205,1 J/K.mol
a) -205, 1 J/K
b) -126,4 J/K
c) + 126,4 J/K
d) + 132,9 J/K
e) + 205,1 J/K
Questão 03. (UFBA adaptada) Para uma reação
sabe-se que ∆H = 20 kcal/mol e S = 80
kcal/K.mol. Qual o ∆G dessa reação a 10 K?
a) – 556 kcal/mol
b) + 678 kcal/mol
c) -780 kcal/mol
d) + 780 kcal/mol
e) -119 kcal/mol
Entropia desordem

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Questão 04. Calcule o ∆S da reação:
PCl5 PCl3 + Cl2
a 27°C, sendo dados o valor do ∆ H = 22 Kcal/mol
e ∆G = 9 Kcal/mol.
a) 0,999 kcal/K.mol
b) 234,1 kcal/K.mol
c) 1,77 kcal/K.mol
d) 0,004 kcal/K.mol
e) 0,043 kcal/K.mol
Questão 05. (FEI-SP) Determinar a
espontaneidade da reação:
C2H2 + 2H2 C2H6
a temperatura de 100°C. Dados:
∆H(C2H2) = 54 Kcal/mol.
∆S(H2) = 31 cal/Kmol.
∆S(C2H2) = 48 cal/Kmol.
∆H(C2H6) = -20 Kcal/mol.
∆S(C2H6) = 54 cal/Kmol.
Obs: os valores de ∆H são entalpias de formação e
os ∆S são entropias-padrão.
a) ΔG = -58.661,2 cal/mol
b) ΔG = -57.300 cal/mol
c) ΔG = -53.661,2 cal/mol
d) ΔG = +57.361,2 cal/mol
Questão 06. (OSEC adaptado) Analise as
afirmativas abaixo:
I. Entalpia (∆ H) pode ser conceituada como
energia global de um sistema.
II. Uma reação exotérmica apresenta ∆H
positivo.
III. ∆G < 0 é uma reação espontânea.
Estão corretas:
a) I e II
b) I e III
c) I, II e III
d) II e III
e) n.d.a
Questão 07. (OSEC) Considerando-se a
transformação isotérmica
N2O(g) N2(g) + O2(g)
a 25°C e sabendo-se que a variação de e ntalpia ∆H
é -19,5 kcal/mol e que a variação de entropia ∆S é
de 18 cal/grau.mol, podemos afirmar que a
variação de energia livre ∆G do sistema é:
a) + 38,50 kcal e espontâneo
b) + 19,25 kcal e espontâneo
c) -19,25 kcal e não espontâneo
d) +24,86 kcal e não espontâneo
e) – 24,86 kcal e espontâneo.
Questão 08. (UEPA) Uma reação química
apresentou, a 27° C, uma variação de entalpia
igual a - 224,52 kcal e uma variaç ão de entropia
igual a 1,5 cal/K. A variação de energia de Gibbs
para esta reação é:
a) ∆G = - 674, 52 cal/mol
b) ∆G = - 674, 22 kcal/mol
c) ∆G = - 224, 97 kcal/mol
d) ∆G = - 223, 32 cal/mol
e) ∆G = + 674, 52 kcal/mol
Questão 09. (PUC-MG) Os ∆Gf
° (=ener gia livre
de formação) da glicose e etanol em solu ção
aquosa são -219,20 e -43,40 kcal/mol,

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respectivamente, e o ∆Gf
° do dióxido de carbono
gasoso é -94,30 kcal/mol. A 25°C, o ∆G° e m
kcal/mol da reação:
glicose 2 etanol + 2 CO2
a) 56,20
b) -56,20
c) 81,50
d) -81,50
e) 494,60
Questão 10. (FEI) Moti vo (s) que às altas
temperaturas, as reações químicas tendem a ser
espontâneas:
I) A espontaneidade de uma transformação está
relacionada com a variação de e ntalpia e e nergia
de organização (T∆S) que dão valor da varia ção
de energia livre (∆G), de acordo com a equa ação
∆G = ∆H – T∆S
II) Às altas t emperaturas, a entropia (S) dos
sistemas aumenta bastante, e o valor de T∆ S
adquire valor alto e positivo, dando ∆G negativo.
III) Devemos lembrar também que altas
temperaturas aumentam a energia cinética das
moléculas, favorecendo a espontaneidade.
a) I, II e III estão corretas
b) I e III estão corretas
c) II e III estão corretas
d) somente I está correta.
Questão 11. (CEFET-2009) O benzeno (C6H6) é
um produto alta mente tóxico, cancerígeno,
produzido industrialmente por ser matéria prima
para uma série de compostos. Uma das reações de
obtenção do benzeno é:
6 C (s) + 3 H2(g) C6H6(l)
A 25°C esta reação possui os seguintes dados
termodinâmicos:
∆Hº = + 12 kcal.mol–1; ∆Sº = –61 cal.K–1mol–1.
Com base nestas informações pode-se afirmar que:
a) quando o equilíbrio é atingido, este é favorável
ao produto.
b) a reação não é espontânea nesta temperatura.
c) a reação é exotérmica.
d) a variação de energia Gibbs padrão para esta
reação é de +18,2 kcal.mol–1
e) A variação de energia Gibbs padrão para esta
reação é de –30,2 kcal.mol–1
Questão 12. (PUC MG/2006) Qual dos seguintes
estados é o mais desordenado?
a) gás próximo à temperatura de condensação.
b)líquido próximo ao ponto de ebulição.
c) sólido próximo ao ponto de fusão.
d) líquido próximo ao ponto de congelação