A constante de equilibrio K da reação abaixo é
. Calcule o seu valor em 500 K . O aumento da temperatura favorece a formção de produtos ou reagentes?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos dá uma reação química e a constante de equilíbrio
dela a 298 K, que é
. A gente precisa calcular o valor de
a 500 K e descobrir se, aumentando a temperatura, a formação de produtos ou reagentes é favorecida. Vamos usar o conteúdo de equilíbrio químico e como a temperatura afeta a constante de equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender como a constante de equilíbrio
muda com a temperatura. Para isso, usamos a equação de van 't Hoff, que relaciona
em duas temperaturas diferentes:
Onde:
-
é a constante de equilíbrio na temperatura (298 K). -
é a constante de equilíbrio na temperatura (500 K). -
é a variação de entalpia da reação. -
é a constante dos gases, que vale .
Passo 3
Agora, precisamos saber o valor de
para usar na equação. Porém, o enunciado não fornece essa informação diretamente. Mas podemos inferir se a reação é exotérmica (libera calor) ou endotérmica (absorve calor) olhando como
muda com a temperatura.
Se
diminui quando a temperatura aumenta, isso indica que a reação é exotérmica. Se
aumenta com a temperatura, é endotérmica.
Passo 4
Vamos analisar o valor de
a 298 K, que é
. Esse valor muito pequeno sugere que, nessa temperatura, os reagentes são muito mais favorecidos para formar poucos produtos. Agora, se aumentarmos a temperatura para 500 K, precisamos ver se
vai aumentar ou diminuir.
Para isso, suponhamos que a reação seja exotérmica (o que é comum para a formação de sulfito). Se for exotérmica, aumentando a temperatura, o sistema vai preferir absorver o calor, ou seja, favorecer os reagentes para reduzir a quantidade de calor. Isso significa que
diminuiria.
Passo 5
Como a reação é exotérmica e aumentando a temperatura favorece os reagentes, esperamos que a constante de equilíbrio
diminua quando passarmos de 298 K para 500 K. Portanto,
em 500 K será menor que
.
Resposta
A constante de equilíbrio
a 500 K é menor que
. O aumento da temperatura favorece a formação dos reagentes.
Exercícios relacionados
Escreva a expressão da constante de equilibrio da reação usada na purificação do níquel, apresentada a seguir:
(balancear a equação)
Suponha que
de NaOH foram dissolvidos em 300 mL da solução tampão do Exercício 1. Calcule o pH da solução resultante e a mudança de pH.
Analise as seguintes reações e prediga:
c)
c)
Qual sentido da reação é favorecido se a temperatura diminui? Como a pressão do sistema varia com o aumento da temperatura?
Considere uma solução tampão de volume
contendo
de
e
de
PO4. (a) Qual o pH desse tampão? (b) Quais são o pH e a mudança de pH resultantes após a adição de
de uma solução
de NaOH à solução tampão original? (b) Quais são o pH e a mudança de pH resultantes da adição de
de uma solução
de
à solução tampão original?