Constante de Equilíbrio e Temperatura - Equação de Van´t Hoff

A equação de Van't Hoff relaciona a variação da temperatura e a variação da constante de equilíbrio, mediante a variação da entalpia.

Se assumirmos que o calor Q de uma reação é constante com a temperatura T, chegamos à seguinte equação diferencial:

ln(K1/K2) = -(ΔHo/R)*[(1/T2)-(1/T1)] onde,

K1 é a constante de equilíbrio à temperatura absoluta T1,

K2 é a constante de equilíbrio à temperatura absoluta T2,

ΔHo é a variação da entalpia e

R é a constante dos gases nobres

Aplicando a equação da energia livre de Gibbs,

ΔGo = ΔHo - T.ΔSo <=> ΔGo = -RTln(K), temos

ln(K) = -(ΔHo/R)*(1/T) + (ΔSo/R), derivando em ordem à temperatura, temos

dln(K)/dT = ΔHo/RT2 (temperatura ao quadrado)

Se analisarmos o gráfico da variação do logaritmo natural da constante de equilíbrio ln(K) de um dado equilíbrio químico, em função da temperatura, temos uma linha recta cujo declive é o valor negativo da razão entre a variação da entalpia e a constante dos gases -ΔHo/R, e cujo ponto de intercepção na origem é o valor da razão entre a variação da entropia e a constante dos gases ΔSo/R.

Energia Livre de Gibbs

Energia livre de Gibbs (G) é a quantidade de energia capaz de realizar trabalho durante uma reação a temperatura e pressão constantes. Ela determina a espontaneidade de uma reação. A equação que calcula a variação da energia livre é ΔG = ΔH - T.ΔS, onde ΔH é a variação de entalpia, T é a temperatura absoluta e ΔS é a variação de entropia. Em sistemas onde o ΔG> 0, houve absorção de energia por isso a reacção não é espontânea, onde ΔG <0, houve librtação de energia, por isso a reacção é espontânea. A energia livre de gibbs tende a sempre diminuir, ou seja, a reação tende a atingir o estado de equilibrio, ΔG = 0. Uma comparação semelhante é o que ocorre com os valores da Energia Potencial, por exemplo uma bola caindo de um plano inclinado. A energia potencial, à medida a que a bola vai perdendo altitude, vai tendendo a zero.

Curiosidades - Lei da Conservação da Energia VS Energia Livre (Energia do Ponto Zero)