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QFL 2452 – Lista 3 (A Corça de Cerineia) – Equilíbrio Químico – Entrega dia 20/03 (marcados com *) 
16*) Considere o equilíbrio 2NO2(g) = N2O4(g) e que os gases são ideais. a) determine ∆H0 a 298.15 K e 
1 bar de pressão. b) Determine ∆μ0 para a reação. c) Determine Kp e Kc a 298.15 K. d) Obtenha ∆H0 
como função da temperatura, considerando que Cp(molar) do NO2 e do N2O4 são constantes e 37.20 e 
77.28 J mol‐1 K‐1, respectivamente. e) Obtenha uma expressão analítica para Kp e Kc em função da 
temperatura. Faça um gráfico de Kp e Kc por T e ln(Kp) e ln(Kc) por 1/T entre 298 e 1000 K. Por que 
os gráficos de ln por 1/T são lineares? f) Considere que um mol de NO2 é colocado em um recipiente 
de 2L de volume fixo. Obtenha uma expressão analítica para [N2O4]eq e plote essa concentração em 
função de T. Faça o mesmo com a escala logarítmica. g) Vamos imaginar que você seja ganancioso e 
queira vender o N2O4 obtido por esse método. Se você conduzir a  reação em  temperaturas altas, 
você  sabe  que  a  reação  será  rápida,  e  tempo  é  dinheiro! O  que  fazer? Usar  temperaturas  altas, 
baixas, ou  intermediarias? Justifique. (Não reclame que são muitos  itens, pois se  isso não fosse um 
exercício, mas seu chefe cobrando a temperatura do reator, ele iria direto ao item g.)  
17*) Suponha que a equação ܸܲ ൌ ܴ݊ܶ ൅ ݊ߙܲrepresente um gás real e que α seja somente função 
da temperatura. a) obtenha uma expressão em função de T, P e α para a fugacidade e o coeficiente 
de fugacidade do gás regido por essa equação. 
19) Deduza as equações do slide 4 e 5 (Kp(T)) da aula 4. 
20) Para um determinado sistema, as constantes de equilíbrio do quadro abaixo foram medidas em 
função  da  temperatura.  Usando  esses  valores,  faça  um  gráfico  de  ln(Kp)  por  T‐1.  Determine  a 
entalpia desse processo a partir desse gráfico. 
T/K  300  350  400 450 500 550  600 
Kp  5.84  0.227  1.93 10‐2  2.81 10‐3  6.33 10‐4  1.89 10‐4  6.68 10‐5 
 
21) Em um recipiente de 10,0L foi adicionado 0,1mol de NO2, que aquecido a 750 K se decompõe em 
NO e O2. Após determinado tempo de  reação, a pressão do sistema se manteve estável em 0,827 
bar. Com base nesses resultados, determine o grau de avanço da reação (ξ) para os seguintes casos: 
a)  Nas  condições  estabelecidas  no  enunciado;  b)  Se  inicialmente,  0,1  mol  de  N2  (inerte)  for 
misturado ao 0,1 mol de NO2, resultando, após a reação, em uma pressão de equilíbrio de 0,712 bar. 
22) No seção 6.5 do Levine são discutidos os equilíbrios simultâneos. O exercício 6.47 é um desafio 
interessante para aqueles que se  interessarem. O exercício está no arquivo da seção 6.5 no site da 
disciplina. 
23) Foi dito que, caso o exercício 16 fosse real, a pergunta seria diretamente sobre a temperatura do 
reator. Entretanto, outro ponto  importante que não seria  facilitado é o comportamento não  ideal 
dos gases. Dessa forma, se você tiver muito tempo  livre e  já estiver dominando completamente os 
outros pontos do equilíbrio, avalie os gases do exercício 16 como reais. Para tanto, considere que os 
gases podem ser descritos por uma equação de virial truncada no terceiro termo, que a lei de Dalton 
se aplica e que a  fugacidade dos gases depende somente da  temperatura e da pressão parcial do 
próprio gás, independente dos outros presentes na mistura. a) Considerando que Cp(molar)NO2 = 6.37 + 
0.0101T – 34.05 10‐7 T2 cal mol‐1 K‐1 e   Cp(molar)NO2 = 10.719 + 0.0286T – 87.26 10‐7 T2 cal mol‐1 K‐1, 
obtenha ∆H0 em função de T e faça um gráfico dessa função entre 298 e 400 K. b) Obtenha Kp em 
função de T e faça um gráfico no mesmo  intervalo do  interior. c) Considerando a equação de virial 
simplificada  PV  = RT  + C2(T)P  + C3(T)P2/RT  (Equação de Reichsanstalt), onde podemos  estimar os 
parâmetros Ci a partir dos parâmetros de VDW como C2(T) = b – a/RT e C3(T) = b2 (a = 5.354 L2 bar 
mol‐2 e b = 0.04424 L mol‐1 para NO2 e a =  6.550 L2 bar mol‐2 e b = 0.05636 L mol‐1 para N2O4), plote 
gráficos da  fugacidade de  cada  gás em  função da pressão  (1  a 400 bar)  a 298.15 K. d) Calcule o 
coeficiente  de  fugacidade  em  função  da  pressão  e  construa  um  gráfico  no mesmo  intervalo  do 
anterior. e) Assuma por um instante que os gases são ideias e calcule a fração molar dos gases como 
função da pressão total (basta fazer para um dos gases!). Faça um gráfico da fração molar de N2O4 
em função da pressão total de 1 a 400 bar, e outro, de 1 a 50 bar. f) Considere que não são ideais e 
faça o mesmo procedimento do item e. g) Plote um gráfico comparando o resultado do item e com o 
item f e utilize o gráfico para calcular a erro percentual de considerar gases como ideias nesse caso.

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