Questão de Química — Equilíbrio Químico — FGV 2025

Constante de equilíbrio a partir da energia livre de Gibbs

Gabarito: letra C (e¹³,³²). A constante de equilíbrio K da reação de formação da amônia é obtida pela relação ΔG° = -RT ln K, onde ΔG° da reação é o dobro do ΔG° de formação de 1 mol de NH₃ fornecido. Calculando, obtém-se K = e^(13,32), exatamente a alternativa C.

A questão fornece ΔG°f = -16,5 kJ/mol para 1 mol de NH₃. A reação balanceada N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) envolve a formação de 2 mols de NH₃, portanto ΔG°_reação = 2 × (-16,5 kJ) = -33,0 kJ = -33000 J. A 298 K, com R = 8,314 J/mol·K:

Portanto, $K = e^{13,32}$.

Alternativa A — ❌ Incorreta

A alternativa A (10⁵) equivale a e^(ln 10⁵) ≈ e^(11,51), valor diferente do calculado. O erro decorre de usar diretamente o valor absoluto de ΔG° sem converter unidades ou usar a relação correta.

Alternativa B — ❌ Incorreta

O valor 6,1 não corresponde a e^(13,32). Possivelmente confundiu-se o resultado com outra operação, como e^(~1,8).

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Como demonstrado, o cálculo resulta em e^(13,32), exatamente o que a alternativa apresenta. A vírgula é usada como separador decimal, mas o valor é numérico.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A expressão 1 – e^(-2,5) ≈ 1 – 0,082 = 0,918, que não se relaciona com o valor esperado. Não há fundamento termodinâmico para essa forma.

Alternativa E — ❌ Incorreta

e² – 1 ≈ 7,389 – 1 = 6,389, também sem relação com o resultado.