Calcule De para a reação:
H2(g)+1 / 2 O2(g) H2 O(l)
se De a 298 K ; p H2=10^-3 atm e p O2=10^-6 atm. Resp.: - 2 0 3 k J / m o l

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a variação da energia livre de Gibbs (ΔG) para a reação:
H2(g) + 12 O2(g) H2O(l)
O conteúdo que vamos usar aqui envolve Termodinâmica, especificamente a Energia Livre de Gibbs. Vamos precisar usar a fórmula que relaciona ΔG padrão com as pressões parciais dos reagentes. Além disso, vamos precisar converter unidades de kcal/mol para kJ/mol no final.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula para calcular ΔG em condições não-padrão:
De
Onde:
  • é a energia livre padrão da reação.
  • é a constante dos gases.
  • é a temperatura em Kelvin.
  • é o quociente de reação, que depende das pressões dos reagentes e produtos.

Passo 3

Vamos identificar os valores que temos:
  • kcal/mol
  • Temperatura K
  • Pressão de atm
  • Pressão de atm
  • A pressão de é considerada 1, pois é um líquido puro.

Passo 4

Antes de calcular, precisamos converter De de kcal/mol para kJ/mol, já que a resposta pede em kJ/mol.
Sabemos que kcal = kJ, então:

Passo 5

Agora, vamos calcular o quociente de reação H2(g) + 12 O2(g) H2O(l) . Para a reação:
Q = [H2O][H2][O2]^1/2
O quociente de reação é:
Q = 1(10^-3) (10^-6)^1/2 = 110^-3 times 10^-3 = 110^-6 = 10^6
Como é líquido puro, sua atividade é 1. Então:

Passo 6

Agora, vamos usar a fórmula de ΔG:
De
Primeiro, calculamos RT = 0,008314 , kJ/mol·K times 298 , K = 2,477 , kJ/mol :
Então:

Passo 7

Agora, calculamos ln Q = ln (10^6) = 6 ln 10 approx 6 times 2,303 = 13,818 :
RT ln Q = 2,477 , kJ/mol times 13,818 approx 34,2 , kJ/mol
Então:

Passo 8

Finalmente, substituímos na fórmula de ΔG:
De

Resposta

De

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