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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 10.1 - Ex. 15

Calcule a energia livre de Gibbs da reação I 2 g   →   2   I g , em 1200   K   ( K   =   6,8 ) , quando as pressões parciais de I 2 e I forem 0,13   b a r e 0,98   b a r , respectivamente. (b) Qual é a direção espontânea da reação? Explique de forma resumida.

Dado: constante dos gases R em b a r = 8,3145   J / K ∙ m o l

Passo 1

  1. Oi, galerinha! Tudo bom? Essa é uma questão bem direta de aplicação de fórmula.

    2. A energia livre de Gibbs ( ∆ G ) se relaciona com a constante de equilíbrio a partir da equação:

    ∆ G = - R T l n K

    Já temos o valor de K dado pelo exercício, e também a temperatura e a constante. É só aplicar na fórmula!

    ∆ G = - 8,3145 ∙ 1200 ∙ l n ⁡ ( 6,8 )

    ∆ G = - 1,91 × 10 4   J / m o l

    Passo 2

  2. Pra verificarmos a direção espontânea da reação, avaliamos o quociente de reação Q . Ele tem a mesma expressão que K .

Na realidade, K é um caso especial de Q , que é quando a reação está no equilíbrio ( Q = K ).

Deste modo, quando são diferentes, avaliamos se Q   <   K (a reação tende aos produtos), ou se Q   >   K (a reação tende aos reagentes).

Bora calcular!

Passo 2

Pela reação, temos a seguinte expressão,

Q = p I 2 p I 2

Aplicando os valores fornecidos pelo enunciado,

Q = 0,98 2 0,13 = 7,4

7,4 é maior que 6,8 ( Q   >   K ), e, assim, a reação tende aos reagentes (I2).

Resposta

(a) ∆ G = - 1,91   J / m o l

(b)Direção aos reagentes.

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