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Variação padrão na energia livre e a constante de equilíbrio

Transcrição de vídeo

no vídeo anterior analisamos a relação entre a variação na energia livre delta g e o consciente da reação indicado porque colocamos diferentes valores para que evitemos como isso afeta a resposta em delta g o sinal de delta g nos diz se uma reação espontânea ou não vimos também que no equilíbrio o consciente de reação é igual à constante de equilíbrio cá e colocamos cá na equação e resolvemos para a delta g e então delta g seria igual a zero e sabemos portanto que no equilíbrio a variação da energia livre é zero ou seja não há diferença na energia livre entre os reagentes e os produtos vamos colocar 0 aqui no nosso hotel tajra e na equação acima e vamos ter zero igual ao hotel taxa zero que a variação padrão da energia livre mas rt vezes o ln de cá constante de equilíbrio porque estamos na situação de equilíbrio vamos isolar delta g zero e ele vai ser igual portanto à - rt ln de cá esta nova equação é muito importante e vamos pensar sobre ela delta g zero é a variação padrão da energia livre ou a variação da energia livre em condições padrão é a constante do gás t é a temperatura medida em que elvin e cai a nossa constante de equilíbrio então se você está usando esta equação você está no equilíbrio e o delta g é igual a zero e nós sabemos que no equilíbrio a nossa constante de equilíbrio cá nos diz algo sobre a mistura no equilíbrio ou seja se temos mais produtos o mais reagentes na situação de equilíbrio e esta equação relaciona constante de equilíbrio cá com o delta g zero então o delta g zero passa a ser um guia para a razão entre a quantidade de produtos e de agentes no equilíbrio porque ele está relacionado adu a constante de equilíbrio cá se você estiver tentando saber sobre a espontaneidade da reação você tem que usar esta equação acima e olhar para o sinal do delta g então se você quer saber de uma reação espontânea ou não use esta equação e se você estiver tentando pensar algo sobre a razão entre a quantidade de produtos e de reagentes no equilíbrio então você deve usar esta equação abaixo aqui e essa razão está relacionada à variação padrão de energia livre o delta g zero agora estamos aptos a encontrar algumas constantes de equilíbrio lembre se entretanto que para uma certa temperatura existe uma constante de equilíbrio específica vamos agora obter a constante de equilíbrio para esta reação à temperatura de 298 kelvin estamos tentando sintetizar amônia aqui ea temperatura de 298 kelvin ou seja 25 graus celsius o delta g zero é igual a menos 33,0 quilos jales para esta equação balanceada então vamos escrever a nossa equação que relaciona delta g zero e cá delta g zero igual - rt lnd cá vamos escrever aqui no delta g zero - 33 vezes 10 a terceira jales não estamos usando quilojoules aqui na equação isso é igual a menos r que a constante de gás é 8,300 e 14 já o li por mal kelvin temos que escrever aqui já aulas por molde reagentes e se delta g que temos aqui indica a quantidade de energia por molde reagente temos que ajustar se novas unidades não vão funcionar bem aqui a temperatura 298 kelvin aqui cancelamos o kelvin aqui e temos um logaritmo natural de cá nossa constante de equilíbrio que é justamente o que desejamos calcular vamos usar a nossa calculadora vamos começar pelo delta g zero que é menos 33 vezes 10 elevado a terceira vamos dividir por - 8,300 e 14 e ainda dividir por 298 vamos obter 13,32 então temos 13,32 igual alugar íntimo natural da nossa constante cá como vamos resolver para obter cá agora basta tomar e elevado aos dois lados da igualdade ^ 13,32 do lado esquerdo tem que ser igual à elevada um lugar ótimo natural de cá do lado direito podemos cancelar aqui e vamos ter cá igual a elevado a 13,32 fazendo as contas com a calculadora e elevado a 13,32 vai resultar em 6,1 vezes 10 elevado a vamos ver 123456 vilão vezes 10 elevado a quinta esta nossa constante já que estamos lidando com gases podemos pôr um pé aqui cap temos aqui uma constante de equilíbrio que é muito maior do que 1 e obtivemos esse valor a partir de um delta g zero negativo veja aqui que delta g zero era negativo logo quando nosso delta g zero é negativo é menor do que zero temos uma constante de equilíbrio cá muito maior do que 1 mas o que isto nos diz a respeito da nossa mistura no equilíbrio isso nos diz que no equilíbrio os produtos estão favorecidos em relação aos reagentes ou seja no equilíbrio à mistura com tem mais produtos do que reagentes e nós descobrimos isso usando o nosso valor do delta g zero vamos resolver o mesmo problema novamente mas vamos dizer que a nossa relação está acontecendo em uma temperatura diferente agora nossa reação está acontecendo a temperatura de 464 kelvin ainda estamos tentando sintetizar amônia aqui ea nossa meta é encontrar a constante de equilíbrio nesta temperatura sabemos que o delta g zero a essa temperatura de 464 kelvin 0 vamos escrever a nossa equação delta g zero é igual a menos rt vezes o logaritmo natural de kaká e neste caso no delta g zero vamos colocar 10 então 0 igual a vamos analisar r é constante do gás terá temperatura nenhum deles é zero e um logaritmo natural de cá então tem que ser igual a zero então 10 igual ao logaritmo natural que cá estamos tentando resolver para obter cá a nossa constante de equilíbrio nesta temperatura vamos tomar e elevado a cada lado da igualdade e elevado a 0 igual a ele e levado ao logar ritmo natural de kaká e levado ao lnd cais simplesmente kaká é igual à elevada 0 e elevada zero é um então quando delta g zero é igual a zero k é igual a 1 ou seja neste caso no equilíbrio produtos e reagentes são igualmente favorecidos vamos resolver mais um exemplo encontrando novamente uma constante de equilíbrio mas agora com esta reação acontecendo a temperatura de mil que elvin nestas condições o delta g zero é igual a positivo 106,5 quilo já lhe voltando à nossa equação delta g zero igual a menos r ter lugar íntimo natural de kaká no lugar do delta g zero 106,5 vezes 10 elevado a terceira por causa do quilo igual a menos r é constante do gás 8,300 e 14 não vou escrever as unidades aqui só pra deixar um pouquinho mais clara a expressão vezes a temperatura mil kelvin vezes o lnd cá vamos agora fazer as contas ali nosso delta g zero 106,5 vezes 10 elevado a terceira potência vamos tomar aquele valor e dividir por 8,3 12 14 e o resultado ainda vamos dividir por mil então - 12,81 que é o nosso resultado é igual ao ln de cá a nossa constante de equilíbrio que é quem queremos conhecer então para obter a nossa constante cá vamos fazer é elevado a cada um dos lados da igualdade e elevada - 12,81 igual a elevado ao lnk ou seja simplificando cá é igual a elevado - 12,81 vamos chegar que o ca é igual a 2,7 vezes 10 elevado a -6 então aqui temos que se o delta g zero for positivo ou seja maior do que zero a sua constante de equilíbrio cá é menor do que 1 e sabemos que com essas condições os reagentes são favorecidos no equilíbrio ou seja a sua mistura no equilíbrio contém mais reagentes que produtos até o próximo vídeo