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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 40

Estime o K p da seguinte reação de equilíbrio a 3.000   K :

C O + H 2 O ⇌ C O 2 + H 2  

A 2.000   K , sabe-se que a entalpia da reação é de - 26.176   k J / k m o l   e o K p é de 0,2209 . Compare seu resultado com o valor obtido da definição da constante de equilíbrio.

Passo 1

Olá, tudo bem? Nesse problema precisamos determinar o K p da reação dada e compará-lo ao valor obtido da definição da constante de equilíbrio.

Devemos saber que o valor de K p de uma reação a uma temperatura especificada pode ser determinado a partir dos dados da função de Gibbs,

K p = e - ∆ G * ( T ) / R u T ou l n K p = - ∆ G * ( T ) / R u T .

Passo 2

Para a nossa questão temos:

∆ G * T = v C O 2 g - C O 2 * T + v H 2 g - H 2 * T - v C O g - C O * T - v H 2 O g - H 2 O * T

∆ G * T = v C O 2 h - - T s - C O 2 + v H 2 h - - T s - H 2 - v C O h - - T s - C O - v H 2 O h - - T s - H 2 O

∆ G * T = 1 × [ - 393520 + 162226 - 9364 ) - ( 3000 ) ( 334 , 084 ]

  + 1 × 0 + 97211 - 8468 - ( 3000 ) ( 202 , 778 ) ]

                                            - 1 × [ - 110530 + 102210 - 8669 - ( 3000 ) ( 273 , 508 ) ]

                                            - 1 × [ - 241820 + 136264 - 9904 ) - ( 3000 ) ( 286 , 273 ]

∆ G * T = 49291   k J / k m o l

Passo 3

Agora encontraremos o K p :

l n K p = - 49291 8,314 3000 = - 1 , 9762

ou,

K p = 0 , 1386

Para meios de comparação, a constante de equilíbrio pode ser estimada usando a equação de van't Hoff integrada:

l n K p = ( K p ,   e s t K p 1 ) = h - R R u 1 T R - 1 T

l n K p ,   e s t 0,2209 = - 26176 8,314 1 2000 - 1 3000 → K p ,   e s t = 0 , 130 7

Resposta

K p = 0 , 138 6

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