Um certo composto gasoso trimolecular se decompõe parcialmente
a 1000 K e 1,00 bar. Sabendo que
no intervalo de temperatura considerado, calcule a constante de equilibrio
em (a) 1000 K e (b) a 2000 K . (c) Para esta reação, espera-se um aumento ou diminuição da constante de equilibrio em função do aumento da temperatura? 0 que determina um aumento ou diminuição de
em função da variação de temperatura? Explique detalhadamente.
Passo 1
O enunciado trata da decomposição parcial de um composto gasoso “trimolecular” (vamos chamar de
) segundo a reação hipotética
à temperatura de
K e pressão total de
bar, com grau de dissociação
.
Conteúdo: equilíbrio gasoso (constante em função de
e de
) e variação de
com temperatura (equação de van’t Hoff).
Conteúdo: equilíbrio gasoso (constante
Passo 2
Determine a composição em mols e as frações molares no equilíbrio. Se iniciamos com
mol de
e um grau de dissociação
, temos no equilíbrio:
– mols de :
– mols de A:
Total de mols no equilíbrio:
– mols de
– mols de A:
Total de mols no equilíbrio:
Como a pressão total é mantida em
, as pressões parciais são
Passo 3
Escreva a expressão de
para a reação
Temos
Passo 4
Calcule
em
K usando
e
bar:
Passo 5
Use a equação de van’t Hoff para passar de
K a
K, assumindo
constante:
Passo 6
Como
(reação endotérmica), a equação de van’t Hoff mostra que
. Logo,
aumenta quando a temperatura aumenta. Em geral, reações endotérmicas veem sua constante de equilíbrio crescer com
, enquanto reações exotérmicas (
) têm
decrescente com
.
Resposta
(a)
(b)
(c) A constante de equilíbrio aumenta com o aumento da temperatura porque a reação é endotérmica ( ); o sinal e o valor de
determinam o comportamento de
em função de
.
(b)
(c) A constante de equilíbrio aumenta com o aumento da temperatura porque a reação é endotérmica (