Determine De e K a 315 K para as seguintes reações:
2 H2(g)+O2(g) 2 H2 O(l);

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa determinar quatro coisas para a reação:
2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l)
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:
  • De
  • De
  • De
Então:
De

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:
  • S°H2O(l) = 69,95 , J/mol·K
  • S°H2(g) = 130,68 , J/mol·K
  • S°O2(g) = 205,152 , J/mol·K
Então:
De

Passo 4

Vamos calcular agora a ΔG° da reação usando a relação:
De
Onde:
  • De
  • De
  • T = 315 , K
Então:
De
Convertendo para kJ:
De

Passo 5

Por último, vamos encontrar a constante de equilíbrio K usando a relação entre ΔG° e K:
De
Rearranjando para K:
K = e^-De
Onde:
  • R = 8,314 , J/mol·K
  • T = 315 , K
  • De
Substituindo:
K = e^-(-468789.22)/(8,314 times 315) = e^468789.22 / 2618.91 = e^179.09
Esse valor é extremamente grande, indicando que a reação é altamente favorecida na direção dos produtos.

Resposta

Para a reação 2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) a 315 K, os valores determinados são:
  • ΔH° = -571,6 kJ
  • ΔS° = -326,6 J/K
  • ΔG° = -468,8 kJ
  • K e^179,09 (um valor extremamente grande, indicando forte favorecimento dos produtos)

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