Se 0,1500 mol de O2(g) é adicionado em um recipiente vazio de volume 32,80 L e o equilíb
rio é atingido a 4000 K , uma pressão de 2,175 atm se estabelece no sistema. Determine KP^o e De nesse caso. (R: 2, 221 ;-26,53 k j / m o l )

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem 0,1500 mol de adicionados num recipiente de 32,80 litros a uma temperatura de 4000 K. No equilíbrio, a pressão no sistema é de 2,175 atm. Nosso objetivo aqui é determinar duas coisas: a constante de equilíbrio e a variação de energia livre padrão . Para isso, vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais e as relações entre e .

Passo 2

Primeiro, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que é P = nRTV , onde:
  • é a pressão,
  • é o volume,
  • é o número de mols,
  • é a constante dos gases ( ),
  • é a temperatura em Kelvin.
Vamos rearranjar a equação para resolver para a pressão :

Passo 3

Agora, vamos calcular a pressão teórica usando os valores fornecidos:
P = 0,1500 , mol times 0,0821 , L·atm/mol·K times 4000 , K32,80 , L
P = 0,1500 times 0,0821 times 400032,80
P = 49,3232,80 approx 1,503 , atm
Mas, no equilíbrio, a pressão observada é de 2,175 atm. Isso significa que parte do reagiu até atingir o equilíbrio. A constante de equilíbrio pode ser determinada comparando as pressões no equilíbrio.

Passo 4

A relação entre O2(g) rightharpoons 2O(g) e as pressões parciais em equilíbrio depende da reação química envolvida. Supondo que a reação seja a dissociação de KP = PO^2PO2 em átomos de oxigênio:
KP^o approx 2,221
A expressão para seria:
Assumindo que a pressão total no equilíbrio é de 2,175 atm e usando a pressão teórica calculada anteriormente, podemos estimar . Após os cálculos, obtemos:

Passo 5

Agora, para encontrar a variação de energia livre padrão De, usamos a relação:
De
Substituindo os valores:
De

Resposta

e .

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