Considere a decomposição do peróxido de hidrogênio: 2 HX2OX2(l)→2 HX2O(l)+OX2(g) \ce{ 2 H2O2(l) -> 2 H2O(l) + O2(g) } Assinale a alternativa que mais se aproxima do trabalho não expansivo máximo que pode ser realizado por essa reação em 25 °C\pu{25 \degree C}

Dados

  • ΔHf∘(HX2OX2,  l)=−188 kJmol\Delta H_\mathrm{f}^{\circ}(\ce{H2O2,\,\text{l}}) = \pu{-188 kJ//mol}
  • ΔHf∘(HX2O,  l)=−286 kJmol\Delta H_\mathrm{f}^{\circ}(\ce{H2O,\,\text{l}}) = \pu{-286 kJ//mol}
  • Sm∘(HX2OX2,  l)=110 JK ⋅ molS_\mathrm{m}^{\circ}(\ce{H2O2,\,\text{l}}) = \pu{110 J//K.mol}
  • Sm∘(HX2O,  l)=69,9 JK ⋅ molS_\mathrm{m}^{\circ}(\ce{H2O,\,\text{l}}) = \pu{69,9 J//K.mol}
  • Sm∘(OX2,  g)=205 JK ⋅ molS_\mathrm{m}^{\circ}(\ce{O2,\,\text{g}}) = \pu{205 J//K.mol}
Gabarito 3C.17

Cálculo da variação de entropia: ΔS=2⋅SH2O+SO2−2⋅SH2O2\Delta S= 2\cdot S_{H_{2}O}+ S_{O_{2}}- 2\cdot S_{H_{2}O_2} ΔS=2⋅69,9+205−2⋅110\Delta S=2\cdot69,9+205- 2\cdot 110 ΔS=124,8 J mol−1\Delta S=124,8\,J\,mol^{-1} Cálculo da variação de entalpia: ΔH=2⋅ΔHf(H2O)−2⋅ΔHf(H2O2)\Delta H= 2\cdot \Delta H_{f(H_2O)}-2\cdot \Delta H_{f(H_{2}O_{2})} ΔH=2⋅(−286)−2⋅(−188)\Delta H=2\cdot(-286) -2\cdot(-188) ΔH=−196 kJ mol−1\Delta H=-196\,kJ\,mol^{-1} Cálculo da energia livre: ΔG=ΔH−TΔS\Delta G= \Delta H - T \Delta S ΔG=−196 kJ mol−1−298 K1000⋅(124,8 kJ K−1 mol−1)\Delta G=-196\,kJ\,mol^{-1}- \frac{298\,K}{1000}\cdot(124,8\,kJ\,K^{-1}\,mol^{-1}) ΔG=−233,19 kJ mol−1\Delta G=-233,19\,kJ\,mol^{-1} Cálculo do trabalho expansivo máximo: Wmaˊx=−ΔGW_{\text{máx}}=-\Delta G Wmaˊx=233,19 kJ mol−1W_{\text{máx}}=233,19\,kJ\,mol^{-1}