Os compostos metil-propeno, cis-2-buteno(g) e trans-2-buteno(g) são isômeros de fórmula C4H8 com Gf°= +58,07, +65,86 e +62,97 kJ/mol, respectivamente. Na presença de um catalisador de metal adequado, os três compostos podem se interconverter e atingir o equilíbrio. Qual será a percentagem de cada isômero no equilíbrio em 25oC?

Para a gente descobrir a porcentagem vamos ter que descobrir quantos mols há de cada um no equilíbrio.

Para isso usaremos o valor de K de cada um dos compostos, que pode ser achado conforme a reação abaixo. Devemos que todos os elementos são gases, portanto, o valor de K será dado pelo equilíbrio dos gases:

Como , podemos substituir que:

Como R, T e V são constantes, podemos considerar que:

Tendo o mesmo raciocínio para Kb e Kc, podemos concluir que:

Agora que já temos a relação de K com o número de mols, podemos descobrir o valor de K usando a equação abaixo:

Para isso devemos lembrar que a é a variação da energia livre de Gibbs, ou seja, a energia do produto menos a energia do reagente, portanto:

metil-propeno cis-2-buteno

metil-propeno trans-2-buteno

cis-2-buteno trans-2-buteno

Agora que já temos os valores da variação da energia libre de gibbs, sabemos a constante e que o equilíbrio ocorre a 25°C, podemos substituir na equação abaixo:

Com os valores dos K, podemos voltar nas relações da constante com o número de mols:

A porcentagem de cada composto pode ser dada pela fração molar vezes 100:

metil-propeno

cis-2-buteno

trans-2-buteno