Considere a reação em 400 K\pu{400 K}: NX2(g)+3 HX2(g)⇌2 NHX3(g)K=40 \ce{ N2(g) + 3 H2(g) <=> 2 NH3(g) } \quad K = \pu{40} Em um experimento as pressões parciais dos gases são PNX2=4,2 barP_{\ce{N2}} = \pu{4,2 bar}, PHX2=1,8 barP_{\ce{H2}} = \pu{1,8 bar} e PNHX3=20 barP_{\ce{NH3}} = \pu{20 bar}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da energia livre de reação.

Gabarito
Gabarito

A energia livre de reação é obtida de ΔGr=ΔGr∘+RTln⁡Q\Delta G_\mathrm{r} = \Delta G_\mathrm{r}^\circ + RT\ln Q. Usando ΔGr∘=−RTln⁡K\Delta G_\mathrm{r}^\circ = -RT\ln K, pode-se escrever ΔGr=RTln⁡(Q/K)\Delta G_\mathrm{r} = RT\ln(Q/K).

Etapa 1.Calcule o quociente de reação.

Q=(PNHX3)2PNX2(PHX2)3=(20)2(4,2)(1,8)3=16,3 Q = \dfrac{ (P_{\ce{NH3}})^2 }{ P_{\ce{N2}} (P_{\ce{H2}})^3 } = \dfrac{ (\pu{20})^2 }{ (\pu{4,2})(\pu{1,8})^3 } = \pu{16,3}

Etapa 2.Calcule a energia livre de reação.

ΔGr=RTln⁡QK=(8,3⋅10−3 kJK ⋅ mol)(400 K)ln⁡16,340=−3,0 kJmol \begin{aligned} \Delta G_\mathrm{r} &= RT\ln\dfrac{Q}{K} = (\pu{8,3e-3 kJ//K.mol})(\pu{400 K})\ln\dfrac{\pu{16,3}}{\pu{40}} \\ &= \boxed{ \pu{-3,0 kJ//mol} } \end{aligned}