Calcule o número de graus de liberdade para cada um dos sistemas abaixo apontando e justificando as variáveis independentes.
Equilíbrio na reação
.
Equilíbrio na reação
Passo 1
O enunciado pede o número de graus de liberdade
para o sistema em equilíbrio na reação
Aqui vamos usar a regra de fases de Gibbs estendida a reações químicas, que nos permite calcular
onde
– é o número de substâncias químicas presentes,
– é o número de fases em equilíbrio,
– é o número de reações independentes (aqui
).
–
–
–
Passo 2
Identificamos as substâncias e as fases:
– Substâncias: ,
e
, então
.
– Fases: sólido de carbonato, sólido de óxido e gás de dióxido de carbono, logo .
– Reações independentes: há apenas a decomposição dada, então .
– Substâncias:
– Fases: sólido de carbonato, sólido de óxido e gás de dióxido de carbono, logo
– Reações independentes: há apenas a decomposição dada, então
Passo 3
Aplicamos diretamente a regra de fases estendida:
Passo 4
Interpretando o resultado
, concluímos que existe apenas um grau de liberdade. Em química de equilíbrio isso significa que, se fixarmos a temperatura
, a pressão de equilíbrio de
fica automaticamente determinada pela constante de equilíbrio
. Alternativamente, poderíamos fixar a pressão parcial de
e determinar
.
Resposta
O sistema tem
. A variável independente pode ser a temperatura
(ou, se preferirmos, a pressão parcial de
).