Em um determinado momento da reação
foi realizada uma análise que revelou a composição de
de
de
, e
de
a 500 K . Sabendo que nesta temperatura o equilibrio Kc é 2,1 responda:
Determine o valor de
para esta reação, no momento da análise, e informe se a reação ocorria por via espontânea ou não espontânea (Dados: Constante dos gases ideais
).
Determine o valor de
Passo 1
Vamos começar resumindo o que a gente tem aqui. A gente tem uma reação química onde o triclorometano gaseificado (
) reage com gás cloro (
) para formar clorofosfina gaseificada (
). Na temperatura de 500 K, as concentrações são:
Além disso, a constante de equilíbrio (
) é 2,1. Vamos precisar usar conceitos de termodinâmica, especificamente a variação da energia livre de Gibbs (
), e a constante dos gases ideais que é
.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o quociente de reação (
). O quociente de reação é calculado da mesma forma que a constante de equilíbrio, mas com as concentrações atuais dos reagentes e produtos. A fórmula para a reação dada é:
Então, o quociente de reação (
) fica:
Vamos substituir os valores:
Passo 3
Agora que temos o valor de
, vamos usar a fórmula para calcular a variação da energia livre de Gibbs (
):
Onde:
Vamos substituir os valores na fórmula:
Passo 4
Vamos calcular o argumento do logaritmo:
Agora, calculamos o logaritmo natural de 0,32:
Passo 5
Substituindo de volta na fórmula:
Vamos fazer as contas:
Então:
Convertendo para quilojoules por mol:
Resposta
O valor de
para a reação no momento da análise é aproximadamente
. Como
é negativo, isso indica que a reação ocorre por via espontânea.