Óxido nítrico gasoso reage diretamente com O2 formando NO2, um gás marrom avermelhado:
N O(g)+12 O2(g) rightarrow N O2(g)
Desprezando-se a reação de dimerização do NO2, considere exclusivamente o equilíbrio em fase gasosa representado pela equação acima e a seguinte tabela de dados:
Gás De De
NO 86,57 90,25
N O2 51,30 33,18
a) Admitindo-se comportamento ideal e que o sistema se encontra em equilíbrio a 25^circ C, calcule a pressão parcial do gás oxigênio nesta temperatura, considerando que as pressões parciais do NO e do NO2 sejam idênticas.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação de equilíbrio onde o óxido nítrico gasoso ( ) reage com oxigênio ( ) formando dióxido de nitrogênio ( ). A gente quer descobrir qual é a pressão parcial do oxigênio ( ) quando o sistema está em equilíbrio a , sabendo que as pressões parciais de e são iguais. Para resolver isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e a relação entre energia livre de Gibbs e a constante de equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação da reação:
NO(g) + 12 O2(g) rightarrow NO2(g)
Como estamos lidando com equilíbrio gasoso, vamos utilizar a expressão da constante de equilíbrio ( Kp = PNO2PNO cdot (PO2)^1/2 ) em termos de pressões parciais:

Passo 3

Sabemos que as pressões parciais de PNO = PNO2 = P e Kp = PP cdot (PO2)^1/2 = 1(PO2)^1/2 são iguais, ou seja:
(PO2)^1/2 = 1Kp Rightarrow PO2 = ( 1Kp )^2 = 1Kp^2
Substituindo na expressão de :
Isso simplifica para:

Passo 4

Agora, precisamos encontrar o valor de De. Para isso, usamos a relação entre a variação da energia livre de Gibbs padrão ( Kp = e^-De) e :
De onde:
Onde:
  • é a constante dos gases.
  • é a temperatura em Kelvin.

Passo 5

Calculamos De para a reação:
De
Como De (elemento na forma padrão):
Convertendo para Joules:

Passo 6

Substituindo os valores na equação de Kp = e^-De:
Kp approx 1,53 times 10^6
Calculando :

Passo 7

Agora, voltamos à expressão para PO2 = 1(1,53 times 10^6)^2 approx 12,34 times 10^12 approx 4,27 times 10^-13 , atm :

Resposta

A pressão parcial do oxigênio ( ) a é aproximadamente .

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