a) Encontre a expressão matemática geral para o cálculo de
como função de temperatura (T) sob pressão constante de 1,0 atm, para a reação:
b) Qual o valor de
para esta reação a 400 K ?
c) Caso estes gases tivessem comportamento de gás real, com coeficiente
, qual a modificação esperada no valor de
a 400 K ?
d) Pelo resultado obtido, esta reação é endotérmica ou exotérmica?
-150
10,0
-250
30,0
c) Caso estes gases tivessem comportamento de gás real, com coeficiente
d) Pelo resultado obtido, esta reação é endotérmica ou exotérmica?
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-150 | 10,0 |
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-250 | 30,0 |
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Passo 1
O enunciado trata da reação gasosa
e nos pede:
(a) a expressão geral de a 1,0 atm em função de
, usando dados de
,
e
;
(b) o valor de a
K;
(c) como mudaria em
K se os gases fossem reais com coeficiente de compressibilidade
;
(d) determinar se a reação é endotérmica ou exotérmica.
Para isso vamos usar as relações de temperatura para entalpia e entropia:
(a) a expressão geral de
(b) o valor de
(c) como mudaria
(d) determinar se a reação é endotérmica ou exotérmica.
Para isso vamos usar as relações de temperatura para entalpia e entropia:
e então
seguido de
.
Passo 2
Calcular as grandezas à
K e
:
Entalpia-padrão a 300 K
Entalpia-padrão a 300 K
converter para calorias:
.
Entropia-padrão a 300 K
Entropia-padrão a 300 K
Capacidades caloríficas
Logo
Passo 3
Integrando de 300 a
:
Então a expressão geral é
com
e
dadas acima.
Passo 4
Avaliar em
K.
Primeiro
Primeiro
Depois
Logo
O valor de
é
Passo 5
Para gases reais com coeficiente de compressibilidade
, cada gás tem
.
Assim a variação real
Assim a variação real
Como
, o termo extra é positivo, aumentando
a 400 K.
Passo 6
A entalpia padrão a 300 K é
kcal/mol (negativa), logo a reação é exotérmica.
Resposta
(a)
(b)
(c) Em gás real ( ) surge um acréscimo
,
aumentando .
(d) A reação é exotérmica.
(c) Em gás real (
aumentando
(d) A reação é exotérmica.