Use as energias de Gibbs de formação da Seção de dados para decidir quais das reações seguintes têm K>1, a 298 K .
(d) Zn(s)+Cu^2+(aq) <=ftharpoons Zn^2+(aq)+Cu(s)

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem uma reação química e precisa descobrir se a constante de equilíbrio $ K $ é maior que 1 a 298 K. O conteúdo que vamos usar aqui é a Energia de Gibbs de Formação. Vamos precisar das energias de formação dos reagentes e produtos para fazer nossos cálculos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação que estamos analisando:
Zn(s) + Cu^2+(aq) <=ftharpoons Zn^2+(aq) + Cu(s)
Essa reação mostra o zinco metálico ( Zn) reagindo com íons cobre ( Cu^2+) para formar íons zinco ( Zn^2+) e cobre metálico ( Cu).

Passo 3

Para determinar se $ K > 1 K > 1 \Delta G$) com a constante de equilíbrio. A fórmula que liga esses dois conceitos é:
De
Onde:
  • $ \Delta G^\circ $ é a energia de Gibbs padrão da reação.
  • $ R $ é a constante dos gases ( De).
  • $ T $ é a temperatura em Kelvin (298 K no nosso caso).
  • $ K $ é a constante de equilíbrio.
Se $ \Delta G^\circ $ for negativo, então $ K > 1 $. Vamos calcular $ \Delta G^\circ $ para a reação.

Passo 4

A energia de Gibbs padrão da reação ( Deçã) é calculada usando as energias de formação dos produtos menos as dos reagentes:
Deçã
Sabemos que as energias de formação dos metais em seu estado padrão ( Zn e Cu) são zero:
De
Portanto, a equação simplifica para:
Deçã

Passo 5

Agora, precisamos dos valores das energias de formação ( De) de Zn^2+ e Cu^2+. Supondo que você tenha esses valores (eles geralmente vêm em tabelas de dados termodinâmicos), vamos substituí-los na equação.
Por exemplo, se tivermos:
  • De
  • De
Então:
Deçã

Passo 6

Com Deçã, que é negativo, sabemos que a reação é espontânea na direção dos produtos. Isso significa que a constante de equilíbrio $ K $ será maior que 1.

Resposta

A constante de equilíbrio $ K $ para a reação K é maior que 1 a 298 K.

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