Questão 10: A energia livre de Gibbs para a reação a seguir à 25^{\circ} \mathrm{C} é de -273,3 \mathrm{Kj} / \mathrm{mol}, determine a constante de equilibrios para essa reação e explique o valor obtido:
1 / 2 \mathrm{H} 2(\mathrm{~g})+1 / 2 \mathrm{~F} 2 \leftrightarrow \mathrm{HF}
k=e^{110,3}
a reação de formaçã dos producos ocorre preferenciaumente à reação de formerão dos reagentes e assemenäse a uma reaçã direta

Passo 1

O enunciado nos dá a reação \tfrac12 H_{2}(g)+\tfrac12 F_{2}(g)\rightleftharpoons HF(g)
à 25\circC (ou seja, T=298{,}15 K) e informa que a variação da energia livre padrão é \Delta G^\circ = -273{,}3 kJ/mol.
O conteúdo da matéria é termodinâmica química, usando a relação entre \Delta G^\circ e a constante de equilíbrio K.

Passo 2

A relação fundamental é
\Delta G^\circ = -\,R\,T\ln K.
Desse modo, isolamos \ln K:
\ln K = -\,\frac{\Delta G^\circ}{R\,T}.

Passo 3

Primeiro, convertemos \Delta G^\circ para joules por mol:
\Delta G^\circ = -273{,}3\;\text{kJ/mol} = -273\,300\;\text{J/mol}.
O valor de R é 8,314 J/(mo l\cdot K) e T=298{,}15 K. Logo,
\ln K = -\frac{-273\,300}{8,314 \times 298{,}15} = \frac{273\,300}{2\,478{,}9} \approx 110{,}3.

Passo 4

Agora elevamos e à potência obtida:
K = e^{110{,}3}\approx 7{,}6\times10^{47}.

Passo 5

Como K\gg1, o equilíbrio está fortemente deslocado para os produtos. Em outras palavras, a formação de HF é praticamente completa e a reação ocorre quase que somente no sentido direto.

Resposta

K = e^{110,3}\approx 7{,}6\times10^{47}. A reação favorece fortemente a formação de HF.

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