A energia livre padrão para a reação de isomerização do cis-2-penteno a trans-2penteno a 400 K é
. Calcule a constante de equilíbrio da isomerização e interprete. Quando se parte de uma concentração 1 molar de cis-2-penteno (admitindo-se que as atividades sejam iguais às concentrações molares), calcule as concentrações no equilíbrio.
:
; [trans] = 0,751 M; [cis] = 0,249 M.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre a isomerização do cis-2-penteno para o trans-2-penteno a 400 K. A gente vai precisar entender de energia livre, constante de equilíbrio e como calcular as concentrações no equilíbrio. Basicamente, vamos usar a relação entre a energia livre padrão e a constante de equilíbrio para achar K, e depois usar K para descobrir as concentrações das espécies no equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, vamos relacionar a energia livre padrão (ΔG°) com a constante de equilíbrio (K). A fórmula que liga essas duas é:
Onde:
-
é a energia livre padrão. -
é a constante universal dos gases (8,314 J/mol·K). -
é a temperatura em Kelvin. -
é a constante de equilíbrio.
Passo 3
Vamos reorganizar a fórmula para resolver K:
Antes de colocar os valores, precisamos garantir que as unidades estejam compatíveis. A energia livre está em kJ/mol, então vamos converter para J/mol:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na equação:
Calculando o denominador:
Então:
Passo 5
Calculando
:
Passo 6
Com o valor de K, vamos agora calcular as concentrações no equilíbrio. Sabemos que começamos com 1 molar de cis-2-penteno e nada de trans-2-penteno. Vamos chamar a concentração que reage de
. Então:
- [cis] no equilíbrio =
- [trans] no equilíbrio =
A constante de equilíbrio é dada por:
Substituindo:
Passo 7
Resolvendo para
:
Passo 8
Agora, encontramos as concentrações no equilíbrio:
- [trans] =
- [cis] =
Resposta
A constante de equilíbrio da isomerização é
. No equilíbrio, as concentrações são
e
.
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Calcule o pH das seguintes soluções de sais, justifique com os cálculos:
c)
(Dados: )
c)
(Dados:
A hidrólise do trifosfato de adenosina (ATP) é um processo fortemente exoergônico, isto é, com
fortemente negativo. Utilizando-se do fato de que o
de uma reação composta por várias partes (isto é, uma reação formada de várias reações consecutivas) é dado pela soma dos
das reações individuais (lei de Hess), pode-se acoplar este processo a outros processos cujo
seja positivo, resultando um processo com
negativo. Com base nos dados do exercício 5 e na variação de energia livre padrão da reação:
Calcule a variação de energia livre padrão e a constante de equilíbrio para o processo
Glicose + ATP = Frutose 6-P + ADP
cal,
.
Glicose + ATP = Frutose 6-P + ADP
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mols;
;
Um frasco a 1000K contém inicialmente
de
. Um equilíbrio entre
(g) e F (g) é estabelecido. Sabendo-se que
:
Considerando comportamento de gás ideal, calcule o número de mols de cada gás no equilíbrio. A pressão total no equilíbrio é igual a 2,07 bar. Calcule também
e
: 0,05796, 0,00408,
.