Para a reação
c) Calcule a constante de equilíbrio termodinâmica da reação a
.
c) Calcule a constante de equilíbrio termodinâmica da reação a
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química:
E a pergunta é: Como calcular a constante de equilíbrio termodinâmica dessa reação a 50°C?
Vamos precisar entender sobre constantes de equilíbrio, termodinâmica e como essas coisas se relacionam. Basicamente, a constante de equilíbrio (
) nos diz a proporção das concentrações dos reagentes e produtos quando a reação está no equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, precisamos saber a temperatura em Kelvin, porque as fórmulas termodinâmicas usam essa unidade. Sabemos que 0°C = 273,15 K, então:
Passo 3
Para calcular a constante de equilíbrio termodinâmica (
), usamos a relação entre a variação da energia livre padrão da reação (
) e
:
Onde:
-
é a constante dos gases ( ) -
é a temperatura em Kelvin -
é a variação da energia livre padrão
Queremos encontrar
, então rearranjamos a equação:
Passo 4
Agora, precisamos calcular
para a reação. Isso se faz utilizando as energias livres de formação dos reagentes e produtos. A fórmula geral é:
Para a nossa reação:
Mas, na verdade, a energia livre de formação de elementos puros na forma padrão (como
e
) é zero. Portanto, só precisamos considerar a água:
Como
e
:
Passo 5
Vamos supor que a energia livre de formação padrão da água gasosa (
) a 50°C seja conhecida ou foi fornecida no exercício. Vamos chamar esse valor de
. Então:
Passo 6
Com
calculado, voltamos à fórmula do
:
Simplificando:
Resposta
Então, a constante de equilíbrio termodinâmica da reação a 50°C é:
Substituindo
pelo valor fornecido, você consegue calcular o valor numérico de
.