O que é um exemplo de um problema de prática de processo endotérmico?

O que é um exemplo de um problema de prática de processo endotérmico?
Anonim

RESPOSTA LONGA. Aqui estão algumas das perguntas que você poderia obter em um problema de processo endotérmico:

Você recebe a seguinte indicação química

#N_ (2 (g)) + O_ (2 (g)) -> 2NO _ ((g)) #

Forneça uma explicação para o motivo pelo qual essa reação é endotérmica (tanto conceitual quanto matemática);

Esta reação é espontânea em 298 K?

Se não, a que temperatura se torna espontâneo?

Dados fornecidos: # DeltaH_f ^ @ = +90,4 "kJ / mol" # para #NÃO# e #DeltaS _ ("reaction") = 24.7 "J / K" #

Vamos começar com a matemática para sair do caminho. Uma reação é considerada endotérmica se sua alteração na entalpia, #DeltaH _ ("reação") #é positivo. Podemos calcular essa alteração na entalpia a partir do que os dados nos fornecem.

#DeltaH _ ("reacção") = "2 moles de NO" * 90,4 (kJ) / (mol) - ("1 mole" N_2) * 0 (kJ) / (mol) - ("1 mole" O_2) * 0 (kJ) / (mol) #

#DeltaH _ ("reação") = "2 moles de NO" * 90,4 (kJ) / (mol) = 180,8 # # "kJ #

O truque aqui era estar ciente do fato de que a entalpia de formação (#DeltaH_f ^ @ #) para elementos é zero.

Desde a #DeltaH _ ("reação")> 0 #, a reação é de fato endotérmica.

Conceitualmente, essa reação é endotérmica, apesar do fato de que uma ligação # N # e # O #) é formado; isso acontece porque o # N_2 # molécula tem seus dois átomos ligados por um tripla ligação muito forte, o que significa que mais energia deve ser colocado em quebrar este vínculo do que é liberado quando o #NÃO# molécula é formada.

Agora, para que uma reação seja espontânea, o sinal de # DeltaG # - a energia livre de Gibbs - deve ser negativo na temperatura dada.

Podemos, portanto, determinar a espontaneidade dessa reação usando

#DeltaG _ ("reação") = DeltaH _ ("reação") - T * DeltaS _ ("reação") #

#DeltaG _ ("reação") = 180,8 * 10 ^ 3 J - 298 K * 24,71 * J / K = 173,4 kJ #

A reação não é espontânea a esta temperatura. Podemos determinar a que temperatura a reação começa a ser espontânea #DeltaG _ ("reação") = 0 #.

# 0 = DeltaH _ ("reação") - T * DeltaS _ ("reação") #

#T = (DeltaH_ ("reação")) / (DeltaS _ ("reação")) = (180,8 * 10 ^ 3J) / (24.71J / K) = 7317K #

Esta reação se torna espontânea em #7317# # "K" #.

Como conclusão, questões sobre processos endotérmicos ou exotérmicos giram em torno de # DeltaH #, # DeltaS #e # DeltaG # - se a espontaneidade de uma reação está em questão.