( 35 pontos) Para
convertendo-se a
, a
, de acordo com a reação
. Para um sistema cuja composição inicial é
de
e a pressão total é constante e igual a 1 bar durante a reação:
a) Determine o valor da constante de equilíbrio da reação na temperatura dada.
b) Determine as pressões de vapor de equilibrio dos dois gases da reação.
c) Para um sistema formado por
de
e
de O , na mesma temperatura acima, o sistema está em equilíbrio, avançará para formar mais produto ou mais reagente? Explique.
a) Determine o valor da constante de equilíbrio da reação na temperatura dada.
b) Determine as pressões de vapor de equilibrio dos dois gases da reação.
c) Para um sistema formado por
Passo 1
O enunciado trata da reação
à temperatura
K, para a qual
kJ/mol. A pressão total do sistema é mantida em
bar.
Na parte (a) queremos a partir de
.
Na parte (b) calculamos as pressões parciais de e de
em equilíbrio, usando balanço de matéria via avanço
.
Na parte (c) com uma composição inicial diferente, comparamos o quociente de reação a
para ver se o sistema avança para mais produto ou reagente.
Na parte (a) queremos
Na parte (b) calculamos as pressões parciais de
Na parte (c) com uma composição inicial diferente, comparamos o quociente de reação
Passo 2
A relação termodinâmica entre
e a constante de equilíbrio
é
Isolando
e convertendo
para joules:
Calculando:
Passo 3
Para a parte (b), definimos o avanço
(em mol) da reação:
As frações molares são
e como
bar,
. A constante satisfaz
Elevando ao quadrado e rearranjando obtém-se
Substituindo
:
Logo
As pressões parciais são
Passo 4
Na parte (c) a composição inicial é
,
, total
mol. Então
O quociente de reação é
Como
(
), o sistema não está em equilíbrio e avança no sentido de formar mais produto
.
Resposta
(a)
(b) bar e
bar
(c) , portanto o sistema avança para formar mais produto
.
(b)
(c)