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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 15.1 - Ex. 92

(a) Use os seguintes dados para calcular a energia livre de Gibbs padrão da reação C l 2 g + H 2 O l → H C l O a q + H C l ( a q ) em 298 K. (b) Qual é a constante de equilíbrio do processo?

Dados:

∆ G f   H 2 O l = - 237,13   k J / m o l  

∆ G f   H C l O a q = - 79,96   k J / m o l

∆ G f H C l a q = - 131,23   k J / m o l

∆ G f   s u b s t â n c i a s   s i m p l e s = 0

Constante dos gases: R = 8,314   J ∙ K - 1 ∙ m o l - 1

Passo 1

(a)Calculamos a energia livre de Gibbs da reação pela seguinte regra:

∆ G f   r e a ç ã o = ∑ ∆ G f   p r o d u t o s - ∑ ∆ G f   r e a g e n t e s

Passo 2

∆ G f   r e a ç ã o = - 79,96 - 131,23 - [ - 237,3 + 0 ]

∴ ∆ G f   r e a ç ã o = + 62,11   k J

Com isso, já verificamos que a reação não é espontêna, pois ∆ G f > 0

Passo 3

(b)Usamos aqui a formulinha ∆ G = - R ∙ T ∙ l n   K , pois vamos correlacionar a constante de equilíbrio com ∆ G f   r e a ç ã o que acabamos de calcular. MUITO CUIDADO com as unidades, faça sempre as conversões necessárias! Teremos:

+ 62,11 × 10 3 J = - 8,314   J ∙ K - 1 ∙ m o l - 1 ∙ 298   K ∙ l n   K

Isolamos l n   K e teremos:

l n   K = - 62110 8,314 ∙ 298 = - 25,07

∴ K = e - 25,07 = 1,29 × 10 - 11

Resposta

(a) ∴ ∆ G f   r e a ç ã o = + 62,11   k J

(b) ∴ K = 1,29 × 10 - 11

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