onde
e
representam de maneira abreviada o produto matemático das concentrações de produtos e reagentes da reação, respectivamente:
(a) Notando que no equilíbrio
, mostre que
, onde
é a constante de equilíbrio, ou seja, a razão entre as concentrações de produtos e reagentes no equilibrio.
(a) Notando que no equilíbrio
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício que você trouxe fala sobre a Energia Livre de Gibbs (
) e como ela se relaciona com o equilíbrio químico de uma reação. A gente vai precisar entender um pouco sobre termodinâmica, especialmente sobre como a Energia Livre de Gibbs se comporta quando uma reação atinge o equilíbrio. Vamos resolver passo a passo para mostrar que, no equilíbrio,
, onde
é a constante de equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que significa o equilíbrio químico. É o ponto em que a velocidade da reação direta (formação dos produtos) é igual à da reação inversa (formação dos reagentes). Nesse ponto, as concentrações dos produtos
e dos reagentes
não mudam mais com o tempo.
Além disso, no equilíbrio, a mudança na Energia Livre de Gibbs (
) é igual a zero. Isso porque não há mais tendência para a reação seguir em frente ou para trás; ela está “equilibrada”.
Passo 3
Vamos usar essa informação no contexto da fórmula que foi dada:
No equilíbrio, sabemos que
. Então, podemos substituir isso na equação:
Aqui,
e
são as concentrações dos produtos e reagentes no equilíbrio, respectivamente.
Passo 4
Agora, vamos isolar
para encontrar uma relação com a constante de equilíbrio
.
Primeiro, subtraia
de ambos os lados:
Por definição, a constante de equilíbrio
é justamente a razão entre as concentrações dos produtos e reagentes no equilíbrio:
Então, podemos substituir essa razão na equação:
Resposta
No equilíbrio, a relação entre a Energia Livre de Gibbs padrão e a constante de equilíbrio é dada por:
Exercícios relacionados
onde
e
representam de maneira abreviada o produto matemático das concentrações de produtos e reagentes da reação, respectivamente:
(b) Sabendo que para reação de conversão de dihidroxiacetona-fosfato (DAP) para gliceraldeído3 -fosfato (G3P) a 298 K e 1 atm de pressão é 0.0475, calcule o
para esta reação a 298 K e 1 atm de pressão.
(b) Sabendo que
(e) Integrando a diferencial da entropia dada acima,
, encontre uma expressão para a variação de entropia,
, em um processo no qual um gás ideal varia de volume e temperatura reversivelmente. Como a expressão obtida teria que ser alterada no caso de um processo irreversível? Por que?
(a) SEM USAR o critério de Euler, diga se a diferencial
deve deve ser exata ou inexata e justifique.
onde as derivadas parciais representam as
onde
e
representam os estados nativo e desenovelado, respectivamente, responda:
(a) Qual deve ser o sinal de em uma temperatura e pressão nas quais a proteína tende a se enovelar espontaneamente?
(a) Qual deve ser o sinal de