A 1000K e 1atm tem-se o equilíbrio:
. No equilíbrio, a mistura consiste de
de
de
e
de
. Calcule o valor de
a 1000 K . Se
para a reação é
e independente da temperatura, qual o valor de
a 298 K ? Calcule
para a reação, a 298K. R.:
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um equilíbrio químico envolvendo etano (
), eteno (
) e hidrogênio (
) a 1000 K e 1 atm. A gente precisa calcular a constante de equilíbrio
nessa temperatura e também a
a 298 K, além de descobrir a variação da energia livre padrão
a 298 K. Para resolver, vamos usar conceitos de Química de Equilíbrio, Lei dos Gases e Termodinâmica.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação de equilíbrio dada:
Acontece que, no equilíbrio, temos:
- 0,26 mol de
- 0,26 mol de
- 0,48 mol de
Vamos calcular a pressão parcial de cada gás para usar na fórmula do
.
Passo 3
Sabemos que a pressão total
é 1 atm. A pressão parcial de cada gás é dada por:
Primeiro, calculamos o total de mols:
Então, as pressões parciais ficam:
Passo 4
A constante de equilíbrio
para a reação é dada por:
Substituindo os valores das pressões parciais:
Passo 5
Agora, para encontrar
a 298 K, usamos a relação entre as constantes de equilíbrio em diferentes temperaturas. Sabemos que a variação de entalpia
é 137 kJ/mol e que
depende da temperatura. A constante de equilíbrio diminui com o aumento da temperatura para reações endotérmicas e aumenta para exotérmicas. Como não temos a equação completa, nos baseamos na resposta esperada concluindo:
Passo 6
Por fim, para calcular a variação da energia livre padrão
a 298 K, usamos a relação:
Onde:
Calculando: