Ano 2023#termodinamica-quimica#equilibrio-quimico#equacao-de-vant-hoff#entalpia

Sobre o tema

A equação de Van't Hoff é uma ferramenta fundamental da termodinâmica química que relaciona a constante de equilíbrio de uma reação com a temperatura. Para reações heterogêneas envolvendo gases, como a formação de hidretos metálicos, a pressão parcial do gás no equilíbrio pode ser usada para determinar a constante de equilíbrio. O gráfico de ln(P) versus 1/T fornece uma reta cuja inclinação é igual a ΔH/R, permitindo calcular a entalpia da reação. Este conceito é crucial para prever o comportamento de reações sob diferentes condições térmicas e para projetos de processos industriais. A questão do IME explora exatamente essa aplicação, utilizando dados de pressão de equilíbrio do hidrogênio para calcular o calor envolvido na produção do hidreto de cálcio.

Tópicos relacionados

  • Equação de Van't Hoff
  • Determinação de entalpia por gráfico de lnP vs 1/T
  • Equilíbrio heterogêneo com sólido e gás
  • Cálculo de ΔH a partir de dados de pressão
  • Reação de formação de hidretos metálicos

Enunciado

O calcio metalico reage com hidrogenio gasoso para produzir hidreto metalico. A pressao de equilibrio do hidrogenio gasoso em funcao do inverso da temperatura absoluta dessa reacao segue o grafico a seguir [figura]. Dados: R = 8,0 J/(mol.K); ln(10) = 2,3. O calor, em kJ, envolvido na producao de 1 mol desse hidreto, a pressao constante de 1 atm, considerando comportamento de gas ideal, e aproximadamente igual a:

Alternativas

  • A)

    -37

  • B)

    -25

  • C)

    0

  • D)

    +25

  • E)

    +37

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Perguntas frequentes

O que é a equação de Van't Hoff?

A equação de Van't Hoff descreve a variação da constante de equilíbrio com a temperatura: d(ln K)/d(1/T) = -ΔH/R, onde ΔH é a entalpia da reação e R a constante dos gases. Ela permite calcular ΔH a partir de dados de equilíbrio em diferentes temperaturas.

Como calcular a entalpia de uma reação a partir de dados de equilíbrio?

Para reações com gases, constroi-se um gráfico de ln(K) ou ln(P) versus 1/T. A inclinação da reta é ΔH/R. Multiplicando a inclinação por R obtém-se ΔH. É necessário que a reação atinja o equilíbrio nas temperaturas medidas.

Qual a relação entre pressão de equilíbrio e temperatura em reações exotérmicas?

Em reações exotérmicas (ΔH negativo), o aumento da temperatura desloca o equilíbrio no sentido endotérmico, diminuindo a constante de equilíbrio. Para reações com diminuição do número de mols gasosos, a pressão de equilíbrio do gás aumenta com a temperatura.

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