Banco de questões: Termoquímica: Energia Livre de Gibbs

Determinada reação reversível está associada à produção de um gás que tem um papel crucial em um dispositivo de armazenamento de energia sustentável. Antes de construir um protótipo para o dispositivo, os engenheiros precisam saber se essa reação ocorre de forma espontânea nas condições padrões. A temperatura é mantida a 298 K e a reação tem as seguintes condições termodinâmicas: ∆H = -20 kJ.mol−1 e ∆S = -50 J.mol−1.K−1. a) Calcule a energia livre de Gibbs dessa reação (∆G) nas condições padrões. b) Determine se essa reação é espontânea ou não nessas condições e explique por quê. c) Descreva brevemente como o uso de tecnologias digitais pode auxiliar no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.

Um engenheiro químico está avaliando a viabilidade de uma reação industrial que ocorre a 350 K. A variação de entalpia (ΔH) dessa reação é de -85,50 kJ/mol e a variação de entropia (ΔS) é de 200,75 J/(mol·K). Utilizando a energia livre de Gibbs, qual a espontaneidade dessa reação?

Um engenheiro químico está projetando um processo para sintetizar amoníaco a partir de nitrogênio e hidrogênio gasosos. Considerando que a variação de entalpia padrão (ΔH°) é -92,4 kJ/mol e a variação de entropia padrão (ΔS°) é -198,3 J/mol·K a uma temperatura de 298 K, calcule a energia livre de Gibbs (ΔG) para a reação e indique se ela é espontânea nessas condições.

Considere uma reação química em que 2 mols de hidrogênio gasoso (H2) reagem com 1 mol de oxigênio gasoso (O2) para formar 2 mols de água líquida (H2O) a 25°C e 1 atm. A variação de entalpia padrão para essa reação é -483,6 kJ, e a variação de entropia padrão para a reação é -155,6 J/(mol*K). Utilizando esses dados, calcule a variação de energia livre de Gibbs (ΔG) para a reação descrita e determine se a reação é espontânea ou não nas condições padrão de temperatura e pressão. Considere que a temperatura de 25°C em kelvin é 298 K.