A energia livre de Gibbs padrão da reação é a 500 K (em que ). Qual é o valor de a 500 K , quando as pressões parciais dos gases são bar, bar e bar? Qual é a direção espontânea da reação?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre a reação química:
Estamos trabalhando com a Energia Livre de Gibbs ( ) padrão da reação, que é a . Precisamos encontrar o valor de nessa mesma temperatura, considerando as pressões parciais dos gases fornecidas:
Além disso, vamos determinar a direção espontânea da reação. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a relação entre padrão, a temperatura e as pressões parciais dos gases envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula que relaciona a variação da energia livre de Gibbs da reação ( ) com a energia livre padrão ( ) e o Quociente de Reação ( ):
Onde:
  • é a constante dos gases ( , mas já nos foi dado a )
  • é a temperatura em Kelvin
  • é o quociente de reação, que depende das pressões parciais dos reagentes e produtos

Passo 3

Vamos calcular o Quociente de Reação ( ). Para a reação:
O quociente de reação é dado por:
Substituindo os valores fornecidos:

Passo 4

Agora que temos o valor de , vamos substituir na fórmula da :
Primeiro, calculamos :
Agora, multiplicamos por :

Passo 5

Subtraindo esse valor da :

Resposta

O valor de a é aproximadamente . Como é positivo, a reação não é espontânea na direção direta nas condições dadas. Isso significa que, espontaneamente, a reação tende a ir no sentido inverso, ou seja, a formação de e a partir de .

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