Dióxido de nitrogênio, NO2, dimeriza facilmente para formar tetróxido de nitrogênio, N2 O4:
2 NO2(g) <=ftharpoons N2 O4(g)
Usando dados apresentados no Apêndice 2, calcule Deçã e K 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 ( NO2) formando tetróxido de nitrogênio ( N2 O4):
2 NO2(g) <=ftharpoons N2 O4(g)
O que a questão quer é que a gente calcule a variação da energia livre padrão da reação ( Deçã) e a constante de equilíbrio ( K). 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:
Deçã
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 NO2
  • Produtos: 1 mol de N2 O4
Agora, precisamos dos valores de De para cada substância. Supondo que no Apêndice 2 temos:
  • De
  • De

Passo 4

Vamos aplicar os valores na fórmula:
Deçã
Calculando:
Deçã

Passo 5

Agora, vamos calcular a constante de equilíbrio ( K) usando a relação entre a variação da energia livre e a constante de equilíbrio:
Deçã
Onde:
  • R é a constante dos gases ( 8,314 , J/mol·K)
  • T é a temperatura em Kelvin (supondo que a temperatura padrão seja 298 , K)
Primeiro, vamos rearranjar a fórmula para resolver K:
K = e^-Deçã

Passo 6

Vamos substituir os valores na equação. Primeiro, vamos converter Deçã para J/mol:
Deçã
Agora, substituindo:
K = e^-(-93000) / (8,314 times 298) = e^93000 / 2477,572 approx e^37,56
Calculando e^37,56:
K approx 1,24 times 10^16

Resposta

A variação da energia livre padrão da reação é Deçã e a constante de equilíbrio é K approx 1,24 times 10^16.

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