Enunciado

Verifica-se que, na reação em fase gasosa A + B ⇌ C + 2   D . quando se fazem reagir até o equilíbrio 2 , 00   m o l de A , 1 , 00   m o l de B e 3 , 00   m o l de D , a mistura reacional tem 0 , 7 9   m o l de C a 25   ° C e 1,00   b a r . Calcule (a) as frações molares de cada espécie no equilíbrio, (b) K x (c) K , e (d) Δ r G ° .

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

a) Vamos começar escrevendo a reação:

A + B ⇌ C + 2   D

Podemos representar o número total de mols como:

n T = n + α n = 1 + α n

Agora vamos montar aquela famosa tabelinha de equilíbrio químico:

Para determinar as frações molares, faremos:

X = n S n T

Lembrando que iremos usar os dados no equilíbrio.

Passo 2

b) Agora vamos usar a equação:

K = p C p ° 3   . p D p ° 2 p A p ° 2   . p B p °

Mas só temos dados em relação aos valores de mols, então:

p j = x j   .   p

Aplicando:

K = x C   .   p p °   . x D   .   p p ° 2 x A   .   p p °   . x B   .   p p °

K = x C   .   p p °   . x D 2   .   p p ° 2 2 x A   .   p p °   . x B   .   p p °

Mas isso está muito feio, vamos dar uma ajeitadinha?

K = x C   .   x D 2   .   p 3 p ° 3 x A   .   x B   . p 2 p ° 2   .

Usando a propriedade de divisão:

K = x C   .   x D 2   .   p 3 p ° 3   .   p ° 2 x A   .   x B   . p 2

K = x C   .   x D 2   .   p p °   .   1 x A   .   x B  

Se fizer isso aqui:

K = x C   .   x D 2 x A   .   x B   .   p p °

Percebeu???????????????

O primeiro termo do produto das frações não te lembra o K ?

Vamos chamá-lo de K x , então temos:

K = K x   .   p p °

Mas como nossa pressão é 1   b a r , temos que:

K = K x

Mas chega de enrolar, não é?

Vamos determinar o K x :

K x = x C   .   x D 2 x A   .   x B

K x = 1 , 163 × 10 - 1   .   6,745 × 10 - 1 2 1,782 × 10 - 1   .   3,093 × 10 - 2

K x = 9,60

Passo 3

c) Temos que:

K = K x

Então:

K = K x = 9,60

Passo 4

Agora vamos determinar Δ r G ° :

Δ r G = Δ r G ° + R T ln ⁡ K

Como estamos analisando no equilíbrio, temos que:

Δ r G = 0

0 = Δ r G ° + R T ln ⁡ K

Vamos isolar Δ r G ° :

Δ r G ° = - R T ln ⁡ K

Δ r G ° = - 8,314   .   2 98   ln ⁡ 9,60

Δ r G ° = - 5,604   k J   .   m o l - 1

Foi divertido!!!!

Bora matar mais uma!

Resposta

  1. X A = 1,782 × 10 - 1
  2. X B = 3,093 × - 2

    X C = 1,163 × 10 - 1

    X D = 6,745 × 10 - 1

  3. K x = 9,60
  4. K = 9,60
  5. Δ r G ° = - 5,604   k J   .   m o l - 1
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