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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 21

Usando dados da função de Gibbs, determine a constante de equilíbrio K p da reação H 2 + 1 2 O 2 ⇌ H 2 O a (a) 537   R e (b) 4.320   R . Compare seus resultados com os valores de K p listados na Tab. A– 28 .

Passo 1

Olá!! Tudo bem por aí? Nesse problema precisamos determinar a constante de equilíbrio da reação em duas temperaturas diferentes. Lembre-se que sempre precisaremos olhar a Tabela A- 28 .

A função de Gibbs que iremos usar é:

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

Passo 2

(a) Então, para 537   R , temos:

∆ G * T = v H 2 O g - H 2 O * ( T ) - v H 2 g - H 2 * T - v O 2 g - O 2 * T

∆ G * T = 1 - 98350 - 1 0 - 0,5 0 = - 98350   B t u / l b m o l

Agora encontraremos o K p de fato:

l n K p = - - 98350   B t u / l b m o l 1,986   B t u / l b m o l ⋅ R 537   R = 92,22 ou K p = 1,12 × 10 40 ( l n K p = 92,21 . Tabela A- 28 ).

Passo 3

(b) Agora para 4320   R :

∆ G * T = v H 2 O g - H 2 O * ( T ) - v H 2 g - H 2 * T - v O 2 g - O 2 * T

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

∆ G * T = v H 2 O [ ( h - f + h - 4320 - h - 537 ) - T s - ] H 2 O

                                      + v H 2 [ ( h - f + h - 4320 - h - 298 ) - T s - ] H 2

                                      - v O 2 [ ( h - f + h - 4320 - h - 298 ) - T s - ] O 2

∆ G * T = 1 × - 104040 + 44533 - 4258 - 4320 × 65504

                                      - 1 × 0 + 32647,2 - 3640,3 - 4320 × 46554

                                      - 0,5 × ( 0 + 35746 - 3725,1 - 4320 × 65831 )

∆ G * T = - 48451   B t u / l b m o l

Agora encontraremos o K p :

l n K p = - - 48451 1,986 4320 = 5,647 ou K p = 283 ( l n K p = 5,619 . Tabela A- 28 ).

Resposta

(a) K p = 1,12 × 10 40

(b) K p = 283

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