Determine
e
a
para as seguintes reações:
;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede pra gente determinar quatro coisas para a reação química:
As 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 resolver isso, vamos precisar de tabelas com as entalpias de formação e entropias padrão dos reagentes e produtos. Essas tabelas geralmente estão disponíveis no final dos livros de química ou online.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de entalpia padrão (ΔH°) da reação. A fórmula para isso é:
Isso significa que somamos as entalpias de formação dos produtos e subtraímos as dos reagentes, levando em conta os coeficientes estequiométricos.
Passo 3
Vamos supor que temos os seguintes valores de entalpia de formação padrão (a unidades são kJ/mol):
-
-
-
(porque é elemento na forma padrão)
Agora, aplicando a fórmula:
Passo 4
Agora, vamos calcular a variação de entropia padrão (ΔS°) da reação. A fórmula é semelhante:
Precisamos dos valores de entropia padrão (em J/mol·K):
Aplicando a fórmula:
Passo 5
Com ΔH° e ΔS° calculados, podemos encontrar a variação da energia livre padrão (ΔG°) usando a equação:
Antes de tudo, precisamos converter ΔS° para kJ/K, já que ΔH° está em kJ:
Agora, substituindo:
Passo 6
Por último, vamos calcular a constante de equilíbrio (K) a 315 K usando a relação:
Precisamos rearranjar para resolver K:
Onde:
- R = 8.314 J/mol·K
- T = 315 K
Primeiro, convertemos ΔG° para J:
Agora, substituindo:
Para encontrar K, tiramos o exponencial de ambos os lados:
Resposta
As variações padrão para a reação a 315 K são:
-
-
-
- Constante de equilíbrio: