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Exercícios Resolvidos de Energia Livre de Gibbs

Ver Teoria
Exercício 6123457

Enunciado

UFPE – Química 1 – 2ºchamada – Questão 2 / 2019.1

Numa mistura gasosa em equilíbrio de PCl5, PCl3 e Cl2 a 500 K, temos pPCl5= 1,18 bar e pPCl2= 5,43 bar. Sendo K = 25 a 500 K para a reação:

P C l 5 g ⇋ P C l 3 g + C l 2 ( g )

  1. Qual é a pressão parcial de PCl3 no equilíbrio?
  2. Qual o valor de energia livre de Gibbs padrão a 500 K?
  3. Calcule a nova composição de equilíbrio desse sistema se PPCl5 dobrar, a 500 K

Passo 1

Fala aí, galera!!! O problema já começa pedindo pressão parcial de uma das espécies e a gente fica tipo: WHATTT?!!!

Mas calma que vai dar certo! Bem se você observar bem, no enunciado ele deu pra gente o valor da constante de equilíbrio, certo? K = 25

E a gente sabe que constante de equilíbrio é sempre uma parada do tipo produto/reagente. E essa “parada” pode ser concentração ouuuuuu pressão parcial quando temos um componente na fase gasosa.

K = P P C l 3 × P C l 2 P P C l 5 → P P C l 3 = K × P P C l 5 P C l 2 = 25 × 1,18 5,43 = 5,43   b a r

Passo 2

(b) Como vamos calcular a energia livre de Gibbs? Po, aqui é literalmente a gente lembrar da fórmula dessa propriedade termodinâmica, porque o enunciado deu pra gente a temperatura e o valor da constante de equilíbrio!!

Δ G r e a ç ã o 0 = - R T l n K

Δ G r e a ç ã o 0 = - 8,314 × 500 × ln ⁡ 25 = - 13,38   k J . m o l - 1

Passo 3

(c) Meu irmão, quando a questão pede algo sobre composição de equilíbrio, uma das primeiras coisas que tem que vir na sua mente é: vou precisar montar minha tabelinha de equilíbrio hehehe

E nesse caso ele pergunta o que vai acontecer se dobrarmos a pressão parcial de PCl5

Vamos agora dá uma olhadinha na nossa linha de equilíbrio na tabela e montar nosso probleminha que provavelmente vai cair numa equação quadrática.

K = P P C l 3 . P C l 2 P P C l 5 = 5,43 + x 2 2,36 - x → x 2 + 35,68 x - 29,51 = 0

Resolvendo esse sistema a gente vai obter duas raízes, uma negativa e uma positiva. Lembrando que esse “x” representa uma quantidade de mols que contribuirá na variação da pressão parcial dos componentes no sistema, esse valor de “x” só pode ser positivo, então a gente pode descartar a raiz negativa.

x = 0,81

Portanto,

P P C l 5 = 2,36 - 0,81 = 1,55   b a r

P P C l 3 = P C l 2 = 5,43 + 0,81 = 6,24   b a r

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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