A origem termodinâmica da constante de equilíbrio está relacionada com a Energia de Gibbs de reação e depende da entropia dos reagentes e produtos, e portanto, da pressão parcial e concentração deles. A expressão abaixo correlaciona a Energia de Gibbs com o quociente de reação, Q. No equilíbrio,
; e não há variação da energia de Gibbs, portanto
.
b) Qual é a direção espontânea desta transformação, dado que
a
?
b) Qual é a direção espontânea desta transformação, dado que
Passo 1
Beleza! Vamos resolver a questão que está falando sobre Termodinâmica, especificamente sobre a Energia de Gibbs e a constante de equilíbrio
. A gente precisa descobrir qual é a direção espontânea da transformação quando
a uma temperatura de
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a Energia de Gibbs de reação (
) está relacionada com o quociente de reação (
) e a constante de equilíbrio (
) pela expressão:
Onde:
-
é a constante dos gases ( ) -
é a temperatura em Kelvin -
é o quociente de reação, que mede a posição da reação em qualquer ponto dado
No equilíbrio,
e
. Mas queremos saber a direção espontânea quando
.
Passo 3
A direção espontânea da reação depende do valor de
em relação a
:
- Se
, então e a reação procede no sentido direto para formar mais produtos. - Se
, então e a reação procede no sentido reverso para formar mais reagentes.
Então, precisamos comparar
com
. Porém, a questão não fornece diretamente o valor de
, mas podemos analisar a favorabilidade da reação com base em
.
Passo 4
Como
, que é muito maior que 1, isso indica que, em equilíbrio, a reação favorece fortemente os produtos. Portanto, se a reação não está em equilíbrio, a tendência é que ela vá na direção que aumenta a formação de produtos para alcançar o equilíbrio.
Resposta
A transformação ocorre espontaneamente no sentido de formação dos produtos.