Dióxido de nitrogênio,
, dimeriza facilmente para formar tetróxido de nitrogênio,
:
Usando dados apresentados no Apêndice 2, calcule
e
para este equilíbrio.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos a reação de dimerização do dióxido de nitrogênio (
) formando tetróxido de nitrogênio (
):
O que a questão quer é que a gente calcule a variação da energia livre padrão da reação (
) e a constante de equilíbrio (
). Para isso, vamos precisar usar os valores de energia livre padrão de formação das substâncias envolvidas, que estão no Apêndice 2.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da fórmula para calcular a variação da energia livre padrão da reação:
Isso significa que a gente vai somar as energias livres de formação dos produtos e subtrair as energias livres de formação dos reagentes.
Passo 3
Vamos identificar os produtos e os reagentes na reação:
- Reagentes: 2 mols de
- Produtos: 1 mol de
Agora, precisamos dos valores de
para cada substância. Supondo que no Apêndice 2 temos:
Passo 4
Vamos aplicar os valores na fórmula:
Calculando:
Passo 5
Agora, vamos calcular a constante de equilíbrio (
) usando a relação entre a variação da energia livre e a constante de equilíbrio:
Onde:
-
é a constante dos gases ( ) -
é a temperatura em Kelvin (supondo que a temperatura padrão seja )
Primeiro, vamos rearranjar a fórmula para resolver
:
Passo 6
Vamos substituir os valores na equação. Primeiro, vamos converter
para J/mol:
Agora, substituindo:
Calculando
:
Resposta
A variação da energia livre padrão da reação é
e a constante de equilíbrio é
.