Considere a reação
e os seguintes dados a
e 1 atm :
Substância
0
0
90,25
86,57
51,70
66,10
a) calcule o valor da constante de equilíbrio da reação a
e 1 atm de pressão;
b) calcule o valor da constante de equilíbrio se a temperatura da reação fosse aumentada para
;
c) compare os resultados dos itens a) e b) e justifique a razão do aumento ou diminuição nos valores da constante de equilíbrio da reação em função da variação da temperatura.
Substância |
|
|
|
0 | 0 |
|
90,25 | 86,57 |
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51,70 | 66,10 |
b) calcule o valor da constante de equilíbrio se a temperatura da reação fosse aumentada para
c) compare os resultados dos itens a) e b) e justifique a razão do aumento ou diminuição nos valores da constante de equilíbrio da reação em função da variação da temperatura.
Passo 1
O enunciado dá a reação gasosa
e fornece, a
e 1 atm, os valores de entalpia de formação
e energia livre de formação
de cada espécie.
Precisamos (a) calcular a constante de equilíbrio a
,K, (b) estimar
a
(500 K) e (c) interpretar o efeito da temperatura.
Precisamos (a) calcular a constante de equilíbrio
Passo 2
Calcular a variação de energia livre padrão
da reação a
,K usando
Aqui
Passo 3
A constante de equilíbrio
(que para gases ideais vale
) relaciona-se a
por
onde
e
,K. Convertendo
para joules e isolando
:
Passo 4
Para variar a temperatura, usamos a entalpia padrão da reação, calculada por
Passo 5
Aplicamos a equação de van ’t Hoff na forma
com
,K,
,K e
,kJ/mol
,J/mol:
Logo
Passo 6
Comparando,
e
. Como a reação é exotérmica
, o acréscimo de temperatura desloca o equilíbrio para os reagentes (princípio de Le Chatelier), reduzindo muito o valor de
.
Resposta
A constante diminui ao elevar a temperatura porque a reação é exotérmica.