Para a reação
b) Calcule a constante de equilíbrio termodinâmica da reação a
.
b) Calcule a constante de equilíbrio termodinâmica da reação a
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 (
) 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
, precisamos primeiro calcular
da reação. Para isso, usamos as energias livres de Gibbs padrão de formação (
) dos reagentes e produtos:
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:
Passo 5
Com
, vamos converter para joules, pois a constante
está em J/mol·K:
Passo 6
A temperatura
é
, que em Kelvin é:
Passo 7
Agora, substituímos os valores na equação
:
Passo 8
Resolvendo para
:
Passo 9
Agora, encontramos
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.