Para a reação 2 H2(g)+O2(g) rightarrow 2 H2 O(g)
b) Calcule a constante de equilíbrio termodinâmica da reação a 25^circ C.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem a reação e precisamos calcular a constante de equilíbrio termodinâmica dessa reação a . Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente a relação entre a variação da energia livre de Gibbs e a constante de equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula que relaciona a variação da energia livre de Gibbs padrão ( De) com a constante de equilíbrio ( ):
Onde:
  • é a constante universal dos gases ( )
  • é a temperatura em Kelvin
  • é a constante de equilíbrio que queremos encontrar

Passo 3

Para encontrar De=ntes) , precisamos primeiro calcular da reação. Para isso, usamos as energias livres de Gibbs padrão de formação ( ) dos reagentes e produtos:
çã
Os valores típicos são:
  • de = 0 kJ/mol (elemento na forma padrão)
  • de = 0 kJ/mol (elemento na forma padrão)
  • de = -228,57 kJ/mol

Passo 4

Agora, aplicando os valores na fórmula:
Deçã

Passo 5

Com -457,14 , kJ/mol = -457140 , J/mol çã, vamos converter para joules, pois a constante está em J/mol·K:

Passo 6

A temperatura T = 25 + 273,15 = 298,15 , K é , que em Kelvin é:

Passo 7

Agora, substituímos os valores na equação -457140 = -8,314 times 298,15 times ln K :

Passo 8

Resolvendo para ln K = 4571408,314 times 298,15 approx 4571402478,5 approx 184,5 :

Passo 9

Agora, encontramos K = e^184,5 exponenciando ambos os lados:

Passo 10

Calculando o valor de , obtemos um número extremamente grande, indicando que a reação é altamente favorável na formação de água a 25°C.

Resposta

A constante de equilíbrio termodinâmica para a reação a é , um valor extremamente grande, mostrando que a formação de água é altamente favorecida.

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