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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 7.Problemas Numéricos - Ex. 2

Analisemos a dissociação do metano, C H 4 ( g ) , nos elementos H 2 g e C   ( s ,   g r a f i t e ) . (a) Dado que ∆ f H ° C H 4 ,   g =   - 74,85   k J   .   m o l - 1 e que ∆ f S ° C H 4 ,   g =   - 80,67   J .   K - 1   m o l - 1 em 298   K , calcule o valor da constante de equilíbrio em 298   K . (b) Assumindo que ∆ f H ° é independente da temperatura, calcular K a 50   °   C . (c) Calcule o grau de dissociação, α e , de metano a 25   °   C e uma pressão total de 0,010   b a r . (d) Sem efetuar cálculos numéricos, explique como o grau de dissociação da reação quando a pressão ou a temperatura se altera.

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

Vamos começar escrevendo reação:

C H 4 g ⇌ C s + 2   H 2 g

a) Assumindo Δ r G ° = Δ f G ° , temos:

Δ f G ° = Δ r H ° - T Δ r S °

Δ f G ° = - 74,85 × 10 3 - 298   . - 80,67

Δ f G ° = 5,08 × 10 4   J   .   m o l - 1

Usando:

ln ⁡ K = Δ r G ° - R T

ln ⁡ K = 5,08 × 10 4 - 8,314   .   298

K = 1,245 × 10 - 9

Passo 2

b) Assumindo Δ r H ° = Δ f H ° , temos

ln ⁡ K 2 1,245 × 10 - 9 = - 74,85 × 10 3   8,314 1 298 - 1 323 2

K 2 = 1,201 × 10 - 10

Passo 3

c) Vamos montar a famosa tabela de equilíbrio:

Temos o seguinte:

Vamos fazer:

K = p ° H 2 p ° 2 p ° C H 4 p °

K = 2 α 1 + α 2 1 - α 1 + α   .   p p °

K = 4 α 2 1 + α 2 1 - α 1 + α

Vamos deixar mais bonitinho:

K = 4 α 2 1 + α 2 1 + α 1 - α

K = 4 α 2 1 + α 1 - α

K = 4 α 2 1 - α 2

Vamos considerar que:

α ≪ 1

Então:

1,201 × 10 - 10 = 4 α 2   .   0,01

α 2 = 3,0025 × 10 - 9

α = 5,480 × 10 - 5

Passo 4

d) Com o aumento da pressão aumenta, temos um estado mais compacto (menos mols de gás), com aumento da temperatura o equilíbrio é deslocado para o lado que pode absorver calor.

Foi divertido!!!!

Bora matar mais uma!

Resposta

  1. K = 1,245 × 10 - 9
  2. K 2 = 1,201 × 10 - 10
  3. α = 5,480 × 10 - 5

d) Com o aumento da pressão aumenta, temos um estado mais compacto (menos mols de gás), com aumento da temperatura o equilíbrio é deslocado para o lado que pode absorver calor

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