Determine
e
a
para as seguintes reações:
;
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa determinar quatro coisas para a reação:
Essas quatro coisas são:
- ΔH°: Variação de entalpia padrão
- ΔS°: Variação de entropia padrão
- ΔG°: Variação de energia livre padrão
- K: Constante de equilíbrio a 315 K
Para isso, vamos precisar das entalpias padrão de formação, entropias padrão e energias livres padrão de formação de cada substância envolvida na reação. Esses valores geralmente estão disponíveis em tabelas de termodinâmica.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a ΔH° da reação. A variação de entalpia padrão é dada pela soma das entalpias de formação dos produtos menos a soma das entalpias de formação dos reagentes.
A fórmula é:
Usando os valores padrão:
Então:
Passo 3
Agora vamos calcular a ΔS° da reação, que é a variação de entropia padrão. A fórmula é parecida com a da entalpia:
Usando os valores padrão:
Então:
Passo 4
Vamos calcular agora a ΔG° da reação usando a relação:
Onde:
Então:
Convertendo para kJ:
Passo 5
Por último, vamos encontrar a constante de equilíbrio K usando a relação entre ΔG° e K:
Rearranjando para K:
Onde:
Substituindo:
Esse valor é extremamente grande, indicando que a reação é altamente favorecida na direção dos produtos.
Resposta
Para a reação
a 315 K, os valores determinados são:
- ΔH° = -571,6 kJ
- ΔS° = -326,6 J/K
- ΔG° = -468,8 kJ
- K ≈
(um valor extremamente grande, indicando forte favorecimento dos produtos)