Formaldeído
pode ser sintetizado a partir dos gases CO e
. Sabendo que:
-
para a produção de formaldeído gasoso a partir de CO e
a
;
- A pressão de vapor do formaldeído a
é igual a 1500 Torr;
Calcule a constante de equilíbrio para a formação de formaldeído líquido a partir de CO e
a
. Considere gases ideais e a pressão padrão igual a 1 bar.
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte:
- Dados fornecidos:
-
para a reação a . - Pressão de vapor do formaldeído a
: . - Pressão padrão
. - Considerar gases ideais.
-
- O que se pede:
- Calcular a constante de equilíbrio para a reação
a , usando os dados acima.
- Calcular a constante de equilíbrio para a reação
Observação: o
fornecido refere-se à formação do formaldeído no estado gasoso; precisamos relacionar isso com a constante de equilíbrio para formação do líquido.
Passo 2
Relação entre energia livre padrão e constante de equilíbrio.
- Fato importante: para qualquer reação na temperatura
, onde: -
é a energia livre padrão da reação (J·mol ), -
é a constante dos gases ideais ( ), -
é a temperatura em kelvin ( ), -
é a constante de equilíbrio adimensional associada à reação escrita com os estados-padrão (a atividades adimensionais).
-
- Aplicação ao caso: usando o
dado para a reação que produz , podemos calcular que é a constante de equilíbrio para
Passo 3
Cálculo de
(constante para o produto gasoso).
- Converta
para joules por mol: - Calcule
: - Calcule o expoente e
:
Passo 4
Relação entre
(produto gasoso) e
(produto líquido).
- Escrevendo a reação que queremos como soma de duas etapas:
A soma dá a reação desejada e, portanto, - Definição de atividades (gases ideais e líquido puro):
- Para um gás ideal,
. - Para um líquido puro padrão,
.
- Para um gás ideal,
- Assim, para a etapa de mudança de fase,
- Conclusão:
]
Passo 5
Conversão da pressão de vapor de Torr para bar e cálculo numérico.
- Converter
para bar usando e : - Cálculo:
Logo .
Passo 6
Cálculo final de
.
- Usando
, e : - Resultado numérico: