Exercício 2: A
a variação da energia livre de Gibbs padrão para a reação abaixo é
onde os estados padrão são considerados os componentes puros a
e
. A
e a pressão total do sistema de
, os componentes a seguir no equilibrio foram determinados experimentalmente.
1
Componente
Percentagem molar
0,10
0,12
78,18
Helio
21,60
a) Qual é a constante de equilíbrio para essa reação a
e
?
b) Qual é a constante de equilíbrio para essa reação a
e
?
c) Qual é a variação da entalpia padrão para a reação se este é assumido independente da temperatura
d) A constante de equilíbrio para reação a
e
será maior, igual ou menor que a calculada no item a) ?
| Componente | Percentagem molar |
|
|
0,10 |
|
|
0,12 |
|
|
78,18 |
| Helio | 21,60 |
b) Qual é a constante de equilíbrio para essa reação a
c) Qual é a variação da entalpia padrão para a reação se este é assumido independente da temperatura
d) A constante de equilíbrio para reação a
Passo 1
O enunciado trata da reação gasosa
para a qual se dá
,kJ/mol a
(padrão: componentes puros a
,kPa). A
e
,kPa foram medidas as frações molares no equilíbrio. Vamos calcular:
– a constante de equilíbrio a
,
– a
,
– assumida constante, via van ’t Hoff,
– e comparar o valor de a
para
,kPa com aquele de
,kPa.
– a constante de equilíbrio
–
–
– e comparar o valor de
Passo 2
A
(
,K) a relação entre
e
é
Isolando
:
Passo 3
A
(
,K) e
,kPa, as frações molares são
,
,
. Usamos
convertendo
em bar (
,kPa
,bar). Assim
Logo
Passo 4
Assumindo
independente de
, a equação de van ’t Hoff é
Isolando
:
Passo 5
A constante
de uma reação gasosa só depende da temperatura, não da pressão total. Portanto, a
o valor de
para
,kPa será o mesmo calculado no item (a).
Resposta
a)
b)
c) ,J/mol.
d) Será igual ao valor de (a), pois não depende da pressão total.
b)
c)
d) Será igual ao valor de (a), pois