Considere a reação
. Calcule o valor de
a 298 K se as pressões parciais de
e
forem respectivamente
e
\begin{table}
\captionsetup{labelformat=empty}
Substância
Massa molar
Entalpia de formação
Energia livre de Gibbs de formação
Capacidade calorífica molar
Energia molar*
Nitrogênio
28,02
0
0
29,12
191,61
17,03
-46,11
-16,45
35,06
192,45
17,03
-80,29
-26,50
-
111,3
18,04
-132,51
-79,31
-
+113,4
NO(g)
30,01
+90,25
+86,55
29,84
210,76
32,05
+50,63
+149,34
139,3
121,21
33,03
-114,2
-
-
-
43,04
+294,1
+328,1
98,87
238,97
44,02
+82,05
+104,20
38,45
219,85
46,01
+33,18
+51,31
37,20
240,06
53,49
-314,43
-202,87
-
94,6
62,02
-205,0
-108,74
-
+146,4
63,02
-174,10
-80,71
109,87
155,60
63,02
-207,36
-111,25
-
146,4
80,05
-365,56
-183,87
84,1
151,08
92,02
+9,16
+97,89
77,28
304,29
117,49
-295,31
-88,75
一
186,2
\captionsetup{labelformat=empty}
| Substância | Massa molar
|
Entalpia de formação
|
Energia livre de Gibbs de formação
|
Capacidade calorífica molar
|
Energia molar*
|
| Nitrogênio | |||||
|
|
28,02 | 0 | 0 | 29,12 | 191,61 |
|
|
17,03 | -46,11 | -16,45 | 35,06 | 192,45 |
|
|
17,03 | -80,29 | -26,50 | - | 111,3 |
|
|
18,04 | -132,51 | -79,31 | - | +113,4 |
| NO(g) | 30,01 | +90,25 | +86,55 | 29,84 | 210,76 |
|
|
32,05 | +50,63 | +149,34 | 139,3 | 121,21 |
|
|
33,03 | -114,2 | - | - | - |
|
|
43,04 | +294,1 | +328,1 | 98,87 | 238,97 |
|
|
44,02 | +82,05 | +104,20 | 38,45 | 219,85 |
|
|
46,01 | +33,18 | +51,31 | 37,20 | 240,06 |
|
|
53,49 | -314,43 | -202,87 | - | 94,6 |
|
|
62,02 | -205,0 | -108,74 | - | +146,4 |
|
|
63,02 | -174,10 | -80,71 | 109,87 | 155,60 |
|
|
63,02 | -207,36 | -111,25 | - | 146,4 |
|
|
80,05 | -365,56 | -183,87 | 84,1 | 151,08 |
|
|
92,02 | +9,16 | +97,89 | 77,28 | 304,29 |
|
|
117,49 | -295,31 | -88,75 | 一 | 186,2 |
Passo 1
O enunciado pede que eu calcule o valor de
da reação
à temperatura
, dadas as pressões parciais
e
. Também foi fornecido o valor da constante dos gases
.\n\nDa tabela de dados eu retiro os potenciais termodinâmicos padrão de formação (energia livre de Gibbs de formação):
e
. Essas duas quantidades serão usadas para obter
da reação.
Passo 2
Fórmula central que vamos usar:
Explicando com calma:
-
é a energia livre de Gibbs da reação nas condições dadas (pressões indicadas). -
é a energia livre padrão da reação (quando todas as espécies estão em 1 atm). -
é a constante dos gases e a temperatura absoluta em kelvin. -
é o quociente de reação calculado com as pressões parciais, respeitando os coeficientes estequiométricos.\n\nPara a reação dada, o quociente de reação é
pois o coeficiente estequiométrico de
é 2 (logo a pressão aparece ao quadrado).
Passo 3
Agora calculo
da reação a partir das energias livres padrão de formação:
Substituindo os valores da tabela (todos em
):
Converto para joules por mol (porque
está em J):
Passo 4
Calculo o quociente de reação
usando as pressões dadas:
Comentário rápido:
significa que, sob essas pressões, há relativamente mais produto do que reatante em termos de pressões parciais.
Passo 5
Calculo o termo
. Primeiro
. Em seguida:
Faço as multiplicações passo a passo:
Em unidades de kilojoule por mol:
Passo 6
Agora somo os termos para obter
:
Converto para
e arredondo com base nas cifras significativas dos dados:
Interpretação curta e motivadora: o valor resultante é ligeiramente positivo, o que indica que, nas condições dadas de pressão, a reação não é espontânea no sentido direto (mas está muito próxima do equilíbrio).