De acordo com a reação
, e observando os valores do quadro abaixo a
Substância |
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Calcular:
a)
b)
c) A pressão do gás carbônico a ;
d) A pressão do gás carbônico a 1100 K .
a)
b)
c) A pressão do gás carbônico a
d) A pressão do gás carbônico a 1100 K .
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão nos apresenta a reação de decomposição do carbonato de cálcio (
) em óxido de cálcio (
) e dióxido de carbono (
) a
. Temos uma tabela com os valores de energia livre de Gibbs (
) e entalpia de formação (
) para cada substância envolvida na reação. Vamos precisar usar esses valores para calcular a variação de energia livre
, a variação de entalpia
e as pressões do
em duas condições de temperatura diferentes.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de energia livre padrão da reação (
). A fórmula para isso é:
Vamos aplicar os valores fornecidos na tabela:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação de entalpia padrão da reação (
). A fórmula é semelhante à de
:
Aplicando os valores:
Substituindo os valores:
Passo 4
Para calcular a pressão do
a
, vamos usar a relação entre a variação de energia livre e a constante de equilíbrio
, dada por:
Primeiro, precisamos encontrar
:
Onde:
-
é a constante dos gases ( ) -
é a temperatura em Kelvin.
Convertendo
para Joules:
Agora, calculando
:
Como a reação é
, a constante de equilíbrio
é igual à pressão do
:
Passo 5
Para encontrar a pressão do
a 1100 K, podemos usar a relação de Van’t Hoff, que relaciona a constante de equilíbrio com a temperatura:
Onde:
-
é a constante de equilíbrio a -
é a constante de equilíbrio a -
Substituindo os valores:
Calculando os termos dentro do logaritmo:
Agora:
Então:
Resposta
a)
b)
c) A pressão do
a
é aproximadamente
d) A pressão do
a 1100 K é aproximadamente