- A
as pressões de equilíbrio do
e
são
e
, respectivamente.
a) Calcule a constante de equilíbrio para a reação:
b) Qual é o valor de
para a reação.
a) Calcule a constante de equilíbrio para a reação:
Passo 1
O enunciado dá os valores das pressões de equilíbrio à
:
-
, -
, -
.
As perguntas são:
(a) Calcular a constante de equilíbrio para a reação
(a) Calcular a constante de equilíbrio
(b) Calcular
para essa reação à
.
Passo 2
Primeiro, como se monta a expressão de
para reações gasosas. Para a reação geral
a constante de equilíbrio em termos de pressões
é
onde cada
é a pressão parcial do gás
no equilíbrio (unidade padrão:
se as pressões forem dadas em atm). Aqui as variáveis são:
-
: pressões parciais em equilíbrio; - os expoentes são os coeficientes estequiométricos da reação.
Passo 3
Aplicando a fórmula ao nosso caso (coeficientes:
para
e
,
para
):
Substituindo os valores fornecidos:
Simplificando a fração:
Arredondando com quatro algarismos significativos:
Passo 4
Agora a relação entre energia livre padrão e constante de equilíbrio. A fórmula fundamental é
onde:
-
é a variação da energia livre de Gibbs padrão da reação à temperatura ; -
é a constante universal dos gases ; -
é a temperatura absoluta em kelvin (aqui ); -
é o logaritmo natural; -
é a constante de equilíbrio adimensional (pressões em relação a ).
Observação prática para a prova: verifique sempre as unidades de
e trabalhe em joules por mol se quiser
em J·mol^{-1}; depois converta para kJ·mol^{-1} se preferir.
Passo 5
Calcular
. Como
,
Passo 6
Calcular
:
Efetuando a multiplicação:
Convertendo para kJ·mol^{-1}:
Passo 7
Interpretação curta:
e
indicam que, nas condições padrão à
, a reação não é espontânea no sentido direto (favorece reagentes) — isso é coerente com a constante de equilíbrio pequena.
Resposta
(a)
(b)