Para a seguinte reação a 120^circ C :
N2 O4(g) Leftrightarrow 2 NO2(g))^29
Onde pNO2=0,680 bar e pN2 O4=0,88 bar, calcule De.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A gente tem uma reação química gasosa:
N2O4(g) Leftrightarrow 2, NO2(g)
Estamos trabalhando a uma temperatura de 120^circ C e nos foram dadas as pressões parciais dos gases envolvidos: pNO2 = 0,680 bar e pN2 O4 = 0,88 bar. O que a gente precisa encontrar é a variação da energia livre de Gibbs padrão dessa reação, representada por De.
Para resolver isso, vamos precisar entender como relacionar as pressões parciais dos reagentes e produtos com a energia livre de Gibbs. Vamos usar conceitos de equilíbrio químico e a relação entre De e a constante de equilíbrio K.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a relação entre a variação da energia livre de Gibbs padrão ( De) e a constante de equilíbrio ( K). A fórmula que liga esses dois é:
De
Aqui, R é a constante dos gases (que vale 0,08314 bar·L/mol·K) e T é a temperatura absoluta em Kelvin.

Passo 3

Vamos converter a temperatura de 120^circ C para Kelvin. Sabemos que:
T(K) = 120 + 273,15 = 393,15, K

Passo 4

Agora, precisamos calcular a constante de equilíbrio K. Para a reação dada:
N2O4 Leftrightarrow 2, NO2
A expressão para Kp (constante de equilíbrio em termos de pressões parciais) é:
Kp = (pNO2)^2pN2O4
Substituindo os valores fornecidos:
Kp = (0,680)^20,88 = 0,46240,88 approx 0,525

Passo 5

Com o valor de Kp calculado, vamos agora usar a fórmula da De:
De
Substituindo os valores:
De

Passo 6

Vamos calcular os termos passo a passo. Primeiro, multiplicamos R por T:
0,08314 times 393,15 approx 32,68, bar·L/mol
Agora, calculamos o logaritmo natural de 0,525:
ln(0,525) approx -0,646

Passo 7

Agora, substituímos de volta na equação:
De
Para expressar a energia em unidades mais comuns como kJ/mol, lembramos que 1, bar·L = 0,1, kJ:
21,10, bar·L/mol times 0,1 = 2,11, kJ/mol

Resposta

A variação da energia livre de Gibbs padrão é aproximadamente +2,11, kJ/mol.

Exercícios relacionados