- A
temos os seguintes dados:
Composto
68,1
52,3
209,2
226,7
a) Calcule
, a
, para a reação:
.
b) Qual deverá ser o valor de
, no caso de
de
estarem dissociados em
e
, a uma pressão total de
?
c) A que temperatura
terá o valor determinado em (b)?
| Composto |
|
|
|
|
68,1 | 52,3 |
|
|
209,2 | 226,7 |
b) Qual deverá ser o valor de
c) A que temperatura
Passo 1
O enunciado pede três coisas e fornece os dados abaixo (os números foram retirados da tabela do enunciado):
- Dados a
( ): -
. -
. -
(padrão). -
. -
. -
.
-
- Reação considerada:
- Perguntas:
(a) Calculara .
(b) Sedo está dissociado a , qual o correspondente?
(c) A que temperaturaterá o valor encontrado em (b)?
Passo 2
Primeiro vou achar a variação padrão de energia livre da reação a
, usando a definição de variação de formação padrão:
Aplicando os números:
Isso significa que, em condições padrão a
, a reação tem
(processo desfavorável em padrão).
Passo 3
Relação entre energia livre padrão e constante de equilíbrio (no caso gasoso usando
):
onde
é a constante dos gases
e
em kelvin. Vou usar
em joules por mol:
Substituindo:
Calculemos o denominador e o quociente:
Logo
Interpretação rápida:
extremamente pequeno a
, coerente com
positivo grande.
Passo 4
Agora a parte (b): suposição de que
do
inicial se dissociou. Vou montar uma tabela estequiométrica simples tomando 1 mol inicial de
:
- Inicial:
mol, , . - Reagiu (dissociou) uma fração
mol: -
final: mol. -
final: mol. -
final: mol.
-
- Número total de mols no equilíbrio:
Mole frações:
Com
, as pressões parciais são
atm. A constante
para a reação é:
Portanto o
correspondente a
de dissociação a
é
(aprox.), ou exatamente
.
Passo 5
Parte (c): encontrar a temperatura em que
para a reação. Vou usar a relação temperatura-dependente aproximada baseada em entalpia e entropia padrão, assumindo que
e
são aproximadamente constantes na faixa considerada:
Primeiro calcule
a
a partir das entalpias de formação dadas:
Converto para joules:
.
Agora determino
usando os valores a
já calculados:
Logo
Calculando:
Em unidades mais usuais:
Passo 6
Agora encontro
tal que
. A partir de
rearranjando para
:
Substituo os valores em unidades SI:
Portanto
Finalmente
Convertendo para graus Celsius:
Arredondando a um número conveniente:
(
).
Resposta
Temperatura em que
:
(
)