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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 29

Calcule a constante de equilíbrio para a reação 2 C O 2 ⇋ 2 C O + O 2 a 3000   K utilizando as propriedades apresentadas na   T a b .   A 9 . Compare seu resultado com o apresentado na T a b .   A . 11 .

Passo 1

Oi galera, tudo bem?

Vamos calcular o valor de ln ⁡ K e comparar com o tabelado para a equação 2 C O 2 ⇋ 2 C O + O 2 .

Vamos calcular as entalpias e entropias padrões dos compostos a partir dos dados das tabelas A . 9 e A . 10 na temperatura de 3000   K .

Para o   C O temos:

h - f C O 0 = h - f 298   K 0 + h - f 3000   K 0

h - f C O 0 = - 110527 + 93504

h - f C O 0 = - 17023   k J / k m o l

s - f C O 0 = 273,607   k J / k m o l ⋅ K

Para o   C O 2 temos:

h - f C O 2 0 = h - f 298   K 0 + h - f 3000   K 0

h - f C O 2 0 = - 393522 + 152853

h - f C O 2 0 = - 240699   k J / k m o l

s - f C O 2 0 = 334,170   k J / k m o l ⋅ K

Para o   O 2 temos:

h - f O 2 0 = 98013   k J / k m o l

s - f O 2 0 = 284,466   k J / k m o l ⋅ K

Passo 2

A variação de entalpia e entropia padrão da reação serão:

∆ H 0 = 2 h - f C O 0 + h - f O 2 0 - 2 h - f C O 2 0

∆ H 0 = 2 - 17023 + 98013 - 2 - 240669

∆ H 0 = 545305   k J / k m o l

E:

∆ s 0 = 2 s f C O 0 + s - f O 2 0 - 2 s - f C O 2 0

∆ s 0 = 2 273,607 + 284,466 - 334,170

∆ s 0 = 163,34   k J / k m o l ⋅ K

Agora é só aplicar na função de Gibbs:

∆ G 0 = ∆ H 0 - T ∆ s 0

∆ G 0 = 545305 - 3000 163,34

∆ G 0 = 55285   k J / k m o l

A constante de equilíbrio para a reação será:

ln ⁡ K = - ∆ G R T

Substituindo e resolvendo, temos que:

ln ⁡ K = - 55285 8,3145 ⋅ 3000

ln ⁡ K = - 2,2164

O valor tabelado é de ln ⁡ K = - 2,217

Podemos então considerar os valores iguais.

Vamos para a próxima?

Resposta

ln ⁡ K = - 2,2164

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