Ano 2022#Fisico-Quimica - Termodinamica e Equilibrio Quimico#fase2#discursiva

Sobre o tema

A termodinâmica química estabelece a relação entre a espontaneidade das reações e o equilíbrio. Dados de entalpia e energia livre de formação permitem calcular a constante de equilíbrio Kp a partir da relação ΔG° = -RT ln K. A distinção entre Kc e Kp envolve a diferença no número de mols gasosos. A equação de Van't Hoff relaciona a variação da constante de equilíbrio com a temperatura, sendo fundamental para prever o comportamento de reações exotérmicas ou endotérmicas sob diferentes condições.

Tópicos relacionados

  • Constante de equilíbrio Kc e Kp
  • Relação entre ΔG° e K
  • Equação de Van't Hoff
  • Cálculo de variação de entalpia
  • Termodinâmica de reações gasosas

Enunciado

Seja a reacao generica balanceada:
A(g) + 2B(g) <=> C(s) + D(l)

Considere que: as solubilidades das especies quimicas no liquido formado sao despreziveis; os gases se comportam idealmente; e as propriedades termodinamicas a 1,0 atm e 30 graus C sao as dadas abaixo.

A(g): delta_Hf = -394 kJ/mol; delta_Gf = -394 kJ/mol
B(g): delta_Hf = -47,0 kJ/mol; delta_Gf = -16,0 kJ/mol
C(s): delta_Hf = -334 kJ/mol; delta_Gf = -197 kJ/mol
D(l): delta_Hf = -286 kJ/mol; delta_Gf = -237 kJ/mol

Determine para essa reacao:
a) a expressao da constante de equilibrio com base nas concentracoes (KC);
b) o valor da constante de equilibrio com base nas pressoes parciais (Kp), a 30 graus C e 1 atm;
c) a variacao de entalpia a 30 graus C e 1 atm, estabelecendo se a reacao e exotermica ou endotermica;
d) o valor da constante de equilibrio Kp, a 13 graus C e 1 atm, com base na equacao de Van't Hoff: ln(Kp1/Kp2) = -(delta_H/R) * (1/T1 - 1/T2)

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Perguntas frequentes

O que é a constante de equilíbrio Kp?

Kp é a constante de equilíbrio expressa em termos das pressões parciais dos gases envolvidos, para reações em fase gasosa.

Como calcular ΔG° de uma reação?

ΔG° da reação é calculado pela soma das energias livres de formação dos produtos menos a soma dos reagentes, cada uma multiplicada pelo coeficiente estequiométrico.

O que a equação de Van't Hoff permite determinar?

Ela permite determinar a constante de equilíbrio a uma temperatura diferente, conhecendo a entalpia da reação e a constante a uma temperatura de referência.

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