A reação
apresenta
a
e
a
. Estime a entalpia da reação, considerando-a independente da temperatura. Para qual lado se desloca o equilíbrio ao aumentar-se, isobaricamente, a temperatura? R.:
; direito.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre equilíbrio químico! O enunciado nos apresenta a reação:
E nos dá os valores de
em duas temperaturas diferentes:
a
e
a
. Nosso objetivo é:
- Estimar a entalpia da reação (
), assumindo que ela não depende da temperatura. - Determinar para qual lado o equilíbrio se desloca quando aumentamos a temperatura, mantendo a pressão constante (isobaricamente).
Para resolver isso, vamos usar a Equação de Van 't Hoff, que relaciona a variação da constante de equilíbrio com a temperatura e a entalpia da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos recordar a Equação de Van 't Hoff:
Aqui:
-
e são as constantes de equilíbrio nas temperaturas e , respectivamente. -
é a entalpia da reação que queremos encontrar. -
é a constante dos gases, que vale . - As temperaturas devem estar em Kelvin.
Passo 3
Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin:
Então:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na Equação de Van 't Hoff:
Primeiro, calculamos a razão das constantes de equilíbrio:
E o logaritmo natural disso:
Também, calculamos a diferença das inversas das temperaturas:
Passo 5
Agora, vamos isolar
:
Note que a diferença das inversas das temperaturas é negativa, e há dois sinais negativos que se cancelam.
Multiplicando ambos os lados por
:
Agora, isolamos
:
Convertendo para kJ/mol:
Parece diferente do valor esperado, então vamos revisar os cálculos para verificar se houve algum erro.
Passo 6
Vamos refazer a diferença das inversas das temperaturas com mais precisão:
Agora, substituindo de volta:
Multiplicando ambos os lados por
:
Isolando
:
Convertendo para kJ/mol:
Agora, temos um valor próximo ao esperado!