Determine De e K a 315 K para as seguintes reações:
2 NO2(g) 2 NO(g)+O2(g);

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede pra gente determinar quatro coisas para a reação química:
2 NO2(g) 2 NO(g)+O2(g)
As quatro coisas são:
  1. ΔH° (Variação de entalpia padrão)
  2. ΔS° (Variação de entropia padrão)
  3. ΔG° (Variação de energia livre padrão)
  4. 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):
  • De
  • De
  • De (porque é elemento na forma padrão)
Agora, aplicando a fórmula:
De
De
De

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):
  • S^circ NO2(g) = 240.1 , J/mol·K
  • S^circ NO(g) = 210.7 , J/mol·K
  • S^circ O2(g) = 205.0 , J/mol·K
Aplicando a fórmula:
De
De
De

Passo 5

Com ΔH° e ΔS° calculados, podemos encontrar a variação da energia livre padrão (ΔG°) usando a equação:
De
Antes de tudo, precisamos converter ΔS° para kJ/K, já que ΔH° está em kJ:
De
Agora, substituindo:
De
De

Passo 6

Por último, vamos calcular a constante de equilíbrio (K) a 315 K usando a relação:
De
Precisamos rearranjar para resolver K:
ln K = -De
Onde:
  • R = 8.314 J/mol·K
  • T = 315 K
Primeiro, convertemos ΔG° para J:
De
Agora, substituindo:
ln K = -683378.314 times 315
ln K = -683372618.11
ln K approx -26.11
Para encontrar K, tiramos o exponencial de ambos os lados:
K = e^-26.11 approx 4.53 times 10^-12

Resposta

As variações padrão para a reação a 315 K são:
  • De
  • De
  • De
  • Constante de equilíbrio: K approx 4.53 times 10^-12

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