A
, uma mistura de
e
em equilíbrio, a uma pressão total de
, a pressão parcial do
é
. Calcule para a reação:
a)
b)
c)
b)
c)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio químico juntos! A gente tem uma reação entre
e
que está em equilíbrio a
. A pressão total da mistura é de
e a pressão parcial de
é
. Vamos calcular:
a) A constante de equilíbrio
b) A constante de equilíbrio
c) A variação da energia livre padrão
b) A constante de equilíbrio
c) A variação da energia livre padrão
Para isso, vamos precisar das fórmulas de constante de equilíbrio e algumas relações termodinâmicas básicas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a relação entre as pressões parciais dos gases na reação:
Sabemos que a pressão total (
) é a soma das pressões parciais dos reagentes e produtos. Então, podemos encontrar a pressão parcial de
subtraindo a pressão parcial de
da pressão total:
Passo 3
Agora, vamos calcular a constante de equilíbrio
. A expressão para
para essa reação é:
Substituindo os valores que temos:
Passo 4
Para encontrar a constante de equilíbrio em termos de concentração,
, usamos a relação entre
e
:
Onde:
-
é a constante dos gases ( ou ) -
é a temperatura em Kelvin ( ) -
é a variação no número de mols de gás (produtos - reagentes)
Na nossa reação:
Então,
Primeiro, precisamos converter
para atmosfera, já que
está em
:
Agora, calculamos
:
Passo 5
Por último, vamos calcular a variação da energia livre padrão
a
. A relação é dada por:
Usando
e
:
Primeiro, calculamos
:
Então,
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)