Qual é a constante de equilíbrio para areação
Dados:
Passo 1
O enunciado dá a reação e pede a constante de equilíbrio padrão. Dados fornecidos:
Pergunta clara: calcular a constante de equilíbrio
da reação (assumirei temperatura padrão
porque o enunciado não especificou outra).
Passo 2
Conceito importante e fórmula que usaremos: a energia livre padrão de reação
é dada pela soma ponderada das energias livres padrões de formação dos produtos menos a dos reagentes:
Aqui
são os coeficientes estequiométricos (positivos). Explicando cada termo:
é a energia livre padrão de formação da espécie
(em kJ/mol no enunciado); multiplicamos por seu coeficiente e somamos para produtos e reagentes. Depois, relacionamos
com
pela relação termodinâmica:
onde
é a constante universal dos gases e
a temperatura em kelvin. A partir daí isolamos
:
Passo 3
Aplicando a fórmula de
à reação dada (uso exatamente os coeficientes da equação):
Substituindo os valores (todos em
):
Calcule passo a passo:
Portanto a variação padrão de energia livre da reação é
(valor positivo grande).
Passo 4
Vamos agora calcular
. Primeiro converter unidades para o SI (joules por mol), porque
será usado em
:
Valor de
e
que usaremos:
Compute
:
Agora o expoente:
Logo
Para expressar em potência de 10, usamos
. Assim
Portanto
Passo 5
Interpretação física rápida (pra te motivar): como
é muito positivo,
é absurdamente pequeno, ou seja, sob condições padrão a reação favorece fortemente os reagentes
e
. Não se assuste com o número minúsculo — é só consequência de uma
muito grande e positiva.