Use as energias de Gibbs de formação da Seção de dados para decidir quais das reações seguintes têm K>1, a 298 K .
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:
Essa reação mostra o zinco metálico (
) reagindo com íons cobre (
) para formar íons zinco (
) e cobre metálico (
).
Passo 3
Para determinar se $ K > 1
\Delta G$) com a constante de equilíbrio. A fórmula que liga esses dois conceitos é:
Onde:
- $ \Delta G^\circ $ é a energia de Gibbs padrão da reação.
- $ R $ é a constante dos gases (
). - $ 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 (
) é calculada usando as energias de formação dos produtos menos as dos reagentes:
Sabemos que as energias de formação dos metais em seu estado padrão (
e
) são zero:
Portanto, a equação simplifica para:
Passo 5
Agora, precisamos dos valores das energias de formação (
) de
e
. Supondo que você tenha esses valores (eles geralmente vêm em tabelas de dados termodinâmicos), vamos substituí-los na equação.
Por exemplo, se tivermos:
Então:
Passo 6
Com
, 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
é maior que 1 a 298 K.