Para a reação de formação do
a partir de oxigênio molecular
,
a 4200 K .
(a) Para um sistema cuja composição inicial é de
de
, encontre a extensão de reação (
) para que o sistema alcance o equilíbrio de reação a uma temperatura de 4200 K e 3,00 bar.
(b) Determine a composição (expressa em fração molar dos componentes) na mistura em equilíbrio a 4200 K e 3,00 bar.
(a) Para um sistema cuja composição inicial é de
(b) Determine a composição (expressa em fração molar dos componentes) na mistura em equilíbrio a 4200 K e 3,00 bar.
Passo 1
O enunciado trata da reação de formação de átomos de oxigênio a partir de oxigênio molecular:
com
a
. Precisamos (a) encontrar a extensão de reação
no equilíbrio a
e (b) determinar as frações molares dos gases no equilíbrio. Para isso usaremos a relação termodinâmica
e a lei de ação de massas para gases ideais
, com
.
Passo 2
Calculamos
a partir de
. Primeiro convertemos
para joules por mol:
Usando
e
:
Passo 3
Definimos o avanço
de modo que, a partir de
e
:
As frações molares são
Passo 4
A expressão de
em função das frações molares e da pressão total é
Elevando ao quadrado e isolando a parte que depende de
:
Passo 5
Substituímos
e
:
Multiplicando:
Passo 6
Calculamos então as frações molares no equilíbrio:
Resposta
(a)
(b)
(b)