6.42 A reação do cloroetano com água em fase gasosa para produzir etanol e cloreto de hidrogênio tem
e
, a
.
(a) Qual dessas grandezas, se for o caso, favorece a tendência de a reação ser completa?
(b) Calcule
para a reação. O que você pode dizer agora sobre se a reação irá avançar até se completar?
(c) Calcule a constante de equilíbrio para a reação.
(d) Em solução aquosa a constante de equilíbrio é muito maior do que aquela que você acabou de calcular. Como você pode explicar esse fato?
(a) Qual dessas grandezas, se for o caso, favorece a tendência de a reação ser completa?
(b) Calcule
(c) Calcule a constante de equilíbrio para a reação.
(d) Em solução aquosa a constante de equilíbrio é muito maior do que aquela que você acabou de calcular. Como você pode explicar esse fato?
Passo 1
O enunciado trata da reação gasosa
com
e
a
. O conteúdo é termodinâmica química e vamos usar
para avaliar espontaneidade e ainda
para achar a constante de equilíbrio.
Passo 2
Analisando os sinais:
– (endotérmico) não favorece a reação.
– (aumento de entropia) favorece a reação.
–
–
Logo, quem tende a empurrar a reação adiante é o termo de entropia.
Passo 3
Calcular
a
. Primeiro convertemos
para joules:
Então
ou seja
. Como
, a reação não é espontânea sob condições-padrão e não irá se completar totalmente.
Passo 4
Agora a constante de equilíbrio:
Portanto
, corroborando que os reagentes prevalecem em equilíbrio gasoso.
Passo 5
Em solução aquosa a constante é bem maior porque, ao formar HCl, ele se dissolve e se ioniza fortemente em
e
, removendo produto do equilíbrio gasoso. Além disso, a água em excesso (solvente) empurra ainda mais a reação para a direita (Princípio de Le Chatelier), aumentando efetivamente
.
Resposta
(a) O termo de entropia
.
(b) , reação não espontânea a
.
(c) .
(d) Em meio aquoso o HCl formado se dissolve e dissocia, retirando produto do equilíbrio gasoso, e a água em grande excesso desloca o equilíbrio para a formação de etanol e HCl, elevando muito .
(b)
(c)
(d) Em meio aquoso o HCl formado se dissolve e dissocia, retirando produto do equilíbrio gasoso, e a água em grande excesso desloca o equilíbrio para a formação de etanol e HCl, elevando muito