Calcule a constante de equilíbrio, em
, de cada uma das seguintes reações a partir dos dados do Apêndice 2A: a oxidação do monóxido de carbono:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para calcular a constante de equilíbrio da reação de oxidação do monóxido de carbono em 25°C. A reação é:
Vamos precisar dos dados termodinâmicos (como a energia de Gibbs) que estão no Apêndice 2A para resolver isso. Vamos usar a teoria de equilíbrio químico e as relações entre a energia livre de Gibbs e a constante de equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender como a constante de equilíbrio (K) está relacionada à variação da energia livre padrão da reação (ΔG°). A fórmula que liga essas duas coisas é:
Onde:
-
é a variação da energia livre padrão da reação. -
é a constante dos gases (8,314 J/mol·K). -
é a temperatura em Kelvin. -
é a constante de equilíbrio que queremos encontrar.
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação da energia livre padrão da reação (
). Para isso, usamos as energias livres de formação (
) dos reagentes e produtos:
Aplicando à nossa reação:
Passo 4
Com os valores de
de cada substância (que estão no Apêndice 2A), substituímos na equação acima para encontrar
.
Por exemplo, suponha que:
-
-
-
(porque é um elemento na forma padrão)
Então:
Passo 5
Agora que temos
, usamos a primeira fórmula para encontrar K:
Convertendo a temperatura para Kelvin:
Substituindo os valores:
Resposta
A constante de equilíbrio
para a oxidação do monóxido de carbono em 25°C é aproximadamente
, o que indica uma forte tendência dos reagentes em se transformar em produtos nessa reação.
Exercícios relacionados
Balanceie as seguintes equações usando os menores coeficientes inteiros e depois escreva a expressão do equilíbrio
de cada uma das reações:
Escreva o quociente de reação
para:
Escreva o quociente de reação
para:
U mol de gás, em um sistema fechado, passa por um ciclo termodinâmico de quatro etapas. Utilize os dados fornecidos na tabela a seguir para determinar os valores numéricos para as grandezas que faltam (?):
Etapas |
|
|
|
---|---|---|---|
12 | -200 |
|
-6000 |
23 |
|
-3800 |
|
34 |
|
-800 | 300 |
41 | 4700 |
|
|
12341 |
|
|
-1400 |