Estimar a constante de equilíbrio da síntese da amônia a 500 K a partir do valor da constante de equilíbrio a 298 K que é de
, usando a entalpia padrão da reação (
) que é -92,2
.
Passo 1
Beleza, o enunciado quer estimar a constante de equilíbrio da reação de síntese da amônia a 500 K, sabendo que a 298 K ela vale
e que a entalpia-padrão da reação é
Conteúdo: equilíbrio químico e termodinâmica. Vamos usar a equação de Van’t Hoff e precisar de R (constante dos gases) e das temperaturas T₁ e T₂.
Passo 2
Teoria: a forma integrada da equação de Van’t Hoff diz que, entre duas temperaturas T₁ e T₂,
Isso vem de
integrando de T₁ a T₂. Como a reação é exotérmica (
), crescer a temperatura faz K diminuir.
Passo 3
- Convertemos tudo para joules e Kelvin:
2) Substituindo na Van’t Hoff:
$$\ln\frac{K_2}{6{,}1\times10^5}
= -\frac{-92,200}{8{,}314}\Bigl(\frac{1}{500}-\frac{1}{298}\Bigr)
\approx -15{,}04.
\ln K_2 = \ln(6{,}1\times10^5) - 15{,}04
\approx 13{,}324 - 15{,}04 = -1{,}716,$$
Resposta
A constante de equilíbrio da síntese de amônia a 500 K é aproximadamente
.