Considerando a oxidação de silício com vapor d’água a
:
(i) Determine variação de energia de Gibbs padrão da reação
(ii) Determine a constante de equilíbrio e a razão
em equilíbrio com silício e seu óxido a
(iii) Calcule a pressão parcial de equilíbrio de oxigênio no sistema
a
(iv) Calcule a pressão parcial de equilíbrio de oxigênio para uma mistura gasosa a
com a razão
calculada em (ii)
(v) Compare os resultados dos dois itens anteriores
(i) Determine variação de energia de Gibbs padrão da reação
(ii) Determine a constante de equilíbrio e a razão
(iii) Calcule a pressão parcial de equilíbrio de oxigênio no sistema
(v) Compare os resultados dos dois itens anteriores
Passo 1
O enunciado trata da oxidação do silício por vapor d’água à
(ou seja,
), segundo a reação
Precisamos (i)
padrão a
, (ii) a constante de equilíbrio
e a razão
, (iii) a pressão de
em equilíbrio no sistema
, (iv) a pressão de
para a mistura gasosa do item (ii), e (v) comparar (iii) e (iv). Usaremos dados padrão a
e assumiremos
e
constantes até
.
Passo 2
Calcular
para
.
Usando tabelas a :
,
.
Assumindo ,
constantes,
Usando tabelas a
Assumindo
Passo 3
A constante de equilíbrio em pressão é
Como sólidos têm atividade unitária,
Passo 4
Para o sistema
, a reação
tem
,
,
logo
logo
Daí
e como
,
Passo 5
Para a mistura gasosa, consideramos a reação
.
A ,
,
,
a e
A
a
Dessa reação
Usando
,
Passo 6
Comparando os itens (iii) e (iv), vemos que
isto é, essencialmente iguais dentro da precisão da aproximação termodinâmica.
Resposta
(i)
(ii) ,
(iii)
(iv)
(v) Os dois valores de coincidem, mostrando consistência entre o equilíbrio sólido–sólido e o equilíbrio gasoso.
(ii)
(iii)
(iv)
(v) Os dois valores de