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Relação Entre Energia Livre e Constante de Equilíbrio Constante

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Olá a todos. Hoje iniciaremos nossa palestra 11. E continuaremos ah nossa discussionon ah relação entre energia livre e constante de equilíbrio. Esse equilíbrio constante depende ah se estamos tomando fração de toupeira como nossa concentração da espécie ou atividade, consequentemente tem seu nome K a quando falamos quando cuidamos da concentração de cuidado, actividadeda espécie em uma determinada reação química ou K x quando fazemos fração de toupeira para ser concentração de ourah naquelas espécies no sistema. Como dessa forma podemos ter uma conotação diferente para essa constante de equilíbrio. E essa constante de equilíbrio está surgida porque ah qualquer que seja o processo que estamos considerando para a corrosão; isso significa, uma reação redox isso também é uma quimicalreação embora isso seja esta tem eletroquímica associada a ele, mas também é quimicalreação. Agora, como falamos em nosso último lectureaquele delta G para uma determinada reação ah a A mais b B igual a c C mais d D este allaqueles são número de moles associados a espécies diferentes. E na verdade se tomarmos medidas vai em direção a este então podemos escrever nesta forma c potencial químico ofc plus d potencial químico de D menos um potencial químico de A menos b potencialde B porque é produto potencial químico de produto menos potencial químico de, orI diria summação de potencial químico de produto menos somatória de reactância de potenciação química de reactância química. Então, é isso que colocamos aqui esta equacion.Agora, a partir da nossa discussão também vimos o conceito de potencial químico. O quimicalpotencial não é nada, mas a mudança de energia livre do sistema ou de um sistema significa uma fase em particular quando temos uma pequena quantidade que é uma toupeira do determinado componentinho que determinada fase é adicionada ou retirada. Trata-se de uma taxa basicamente de troca de energia livre do sistema. E isso é escrito como potencial químico igual a letus dizer que considero o i-ésimo componente naquele sistema particular i 0 mais RT ln a of i. Aqui estou tomando atividade já que estamos considerando sistema condensado e lá não estamos assumimos que seja uma solução diluída ou algo assim. Então, uma vez que temos isso e agora temos que entender essa parte. Isso não é nada, mas potencial químico padrão dessa faseada específica e isto indica o potencial químico de um componente puro em uma atmosfera pressuree 298 Kelvin. Este é um valor padrão e quando falamos de potencial químico ele imediatelypoints que a i é igual a 1 e se colocarmos um i para ser 1 então é claro, mu 1, mu i iguala mu i 0. Então, este é o potencial químico padrão desse particular component.Agora, podemos quebrar isso e então escrever adequadamente delta G que é a mudança de energia livre do sistema para esta reação em particular e, uma vez que estamos considerando em termos de quimicalpotencial e ao mesmo tempo potencial químico não é nada, mas delta G delta n i constantepressão temperatura constante e todos os componentes são mantidos fixos exceto o i-ésimo component.Então, é isso que eu diria que exceto o componente ith. Então, este é o conceito. Por isso, thatis o que isso também é P T porque estamos corrigindo pressão e temperatura. Agora, este torna-se potencial químico de i 0 mais d potencial químico desculpe esta é c, isto é d, 0 minusa potencial químico de A menos b potencial químico de B, com o seu valor padrão esta é a parte. Veja por exemplo, se escrevermos esta mu C interms de potencial padrão, potencial químico de c que seria por exemplo, mu C wouldbe não é um nada, mas mu c 0 plus RT ln a c. Assim, assim, quebramos todas as potencialidades thosechéricas em sua respectiva norma e a outra parte que contata a atividade. E então o resto da parte seria mais RT ln a c c porque quando eu amput c então ele se tornaria c potencial químico c so que ele se transformará nisso, então então deixe meescrever adequadamente RT ln a d D, menos RT ln a A a potência a mais RT ln a B para o powerb. Próximo passo podemos escrever, posso escrever o entiredo todo este termo como delta G 0 e depois mais RT ln a C c, um D ao poder d, um Ato o poder a, um B à potência b. Então, esta é a minha relação em que o delta G 0 igual a cmu c 0 mais d mu D 0 menos a mu A 0. Agora, pergunta é quando escrevo este equacionamento em particular não conheço o sistema se o sistema atingiu o equilíbrio ou não. Agora, quando ela atinge o equilíbrio então conforme a nossa termodinâmica clássica isso vai para 0 ou tem outro Rayleighconnotation; isso significa, G vai ao mínimo. Por exemplo, digamos que eu tenho coordenação de reação e G. Então, se eu tentar ver este gráfico uma representação esquemática neste ponto eu vejo que deltaG, delta se eu considerar que este eixo a ser T seria igual a 0. Então, este é o declive whichis 0. Mas ao mesmo tempo em que você vê a variação de G com temperatura este ponto é minimum2. Então, este é o equilíbrio. Então, então a partir disso eu posso escrever delta G 0 igual a RT minusminus torna-se a relação que obtemos esta relação de equilíbrio. Agora, se escrevemos a mesma equação uma vez againeste termo podemos termo como Q que não é nada além do quociente de reação reacionada. Agora, quando delta G P T igual a 0 então este termo torna-se Q torna-se K whichis the reaction equilibrium constant, so delta G 0 igual a menos RT ln K que é o equilibriumconstant. Agora, aqui estamos a falar da estação-padrão. Antes de ir para a próxima fase vamos colocar vamos discutir pouco sobre o standardstate lembra que o estado de referência não é senão o estado de referência é uma referência nada, mas é uma referência. Agora, o que quer dizer com uma referência deixe-nos ter um crude ah example.Então, se eu tento medir ah altura deste pilar ou comprimento deste pilar. Então, se o comprimento é deixar-nos dizer 6 pés, sempre que estou a falar de 6 pés o comprimento deste pillareu sempre tento medir a partir de um determinado ponto de datum; isso significa, temos que tomar algumas coisas como 0. Então, isto é deixe-nos dizer 0 ponto, que é o ponto de referência de referência ponto t.Agora, se mudarmos o ponto de referência haveria alguma alteração no meu comprimento real deste pilar em particular. Agora, digamos que eu levo ponto de referência para ser menos 1. Então, esse menos 1 pés que está indo para baixo é o meu novo 0, nova referência. Então, isso se torna ponto my0. Então, a altura se torna 7 pés. Mas será que esse comprimento real deste particular de object7 pés? Não, são 6 pés, mas mesmo que levemos esta nova referência a ser 0 ponto ainda wecan obtenha a altura real deste pilar em particular, porque quando eu tento encontrar o longa-metragem deste pilar o que farei, vou apenas fazer 7 menos 1. Então, 6 pés, então este ismy comprimento real. Então, se eu levo o meu estado de referência para ser este ou este não importa a diferença seria sempre o mesmo, pois se eu tentar descobrir o diferencial entre ah ah diferença desse comprimento específico desse determinado pilar seria ao lado. A mesma coisa acontece aqui quando eu falo de G que é uma função de estado se eu levo um ponto particular para ser 0 ou diferente outro ponto a ser 0 finalmente, não podemos mensurar valor de G. Sempre medimos delta G qual é a diferença. Então, uma vez que nós getessa diferença se eu levo algo para ser 0 ou outra minha outra parte para ser 0 ele não importa vai me dar o mesmo valor. Agora, vamos ver ah ah podemos também ter someconnotação com referência à termodinâmica clássica. Agora, vimos essa relação em particular. Esta é uma relação muito popular na termodinâmica, e lá se eu fizer esse tratamento particular uma temperatura constante se T igual a constante então eu faço integração. Assim, torna-se G 2, P igual a P 2 temperatura menos G 1 P igual a P 1 temperatura igual a e V se nós gastamos gás ideal então V seria igual a RT P porque P V igual a RT para uma pinta de gás. Então, então, torna-se RT ln P 2 menos RT ln P 1. Então, esse termo, então isso seria ir para 0 becauseT é uma constante. Então, então temos que descobrir esses diferências.Agora, quando eu tento descobrir essa diferença eu preciso conhecer P 1 assim como P 2 e thenwe vai poder descobrir. Agora, questão é que você pode simplificar isso. Portanto, se fizermos itG 2 P igual a temperatura P e G 1 P igual a 1 atmosfera e T então ele se becomeRT ln P. Então, este P 1 igual a 1, portanto, este também iria para 0 este termo. Então, esta particularquantidade que escrevemos no termo de escrevemos como G 0 mais RT ln P. Agora, este G 0 é basicallythe free energy de um gás puro quando a pressão é uma atmosfera quando a pressão é uma atmosfera, e então em qualquer temperatura qualquer temperatura pode ser qualquer temperatura. Então, sempre que temos o P igual a 1 atmosfera nós a tomarmos como um superscript 0 isput que é o valor padrão este é o padrão, ou isto é chamado referência. Então, padrão não é nada além da referência. Agora, cabe a você o que você quer levar para asstandard. Agora, isso tem aí uma vantagem, vantagem uma vez que você leva P igual a 1 atmosfera em qualquer outra temperatura qualquer temperatura que você gostaria de colocar isso como padrão. Então, então você não tem que lidar com uma morepressão. Por isso, apenas uma pressão a pressão final é importante para você que o outro pressurete não precisa se preocupar porque já você fixa aquela pressão específica. Agora, questionis você também pode levar P a P 1 para ser 2 atmosfera, se você quiser fazer isso ainda você vai ver a diferença se tornará a dizer ah se você considerar P, P 1 ser 3 atmosfera sem problem.Então, cabe a você, mas a convenção é conforme a convenção todo mundo segue pressureis considerados como uma atmosfera. Então, é isso que isso se chama padrão. Então, pressureis temperatura importante. Eu posso ter valor padrão no ah 273 Kelvin, 273 Kelvin, eu posso ter valor padrão em 100 Kelvin, eu posso ter valor padrão em 1000 Kelvin.É isso que em livro de texto você vê que às vezes esse G 0 é colocado como essa conotação peopledo em livros didata G 0, 1000 Kelvin igual a algum valor, ok. Quer dizer que o standardvalue a pressão igual a 1 atmosfera em uma atmosfera livre energia dessa particularfase em 1000 Kelvin é esta muito. Então, esse é o jeito que um tem que ler por exemplo, entusiasta, a entusiasmada também tem valor padrão. Por exemplo, em caso de enthalpy deixamos ussay alumínio em caso de alumínio se tomarmos uma pressão de atmosfera e esse caso de tesolídeo é a forma estável em 298 Kelvin ou 25 grau Celsius de forma estável. Por isso, na forma estável a forma estável de alumínio é sólida. E então o alumínio H é considerado como exemplo de 0.For, ferro H 0 ferro igual a 0 quando consideramos 298 Kelvin e 1 atmosfera pressure.Então, estes já são alguns fixam algum valor que nós geralmente atribuímos a ahthe enthalpy value. Assim, até que, a não ser que atribuamos este valor a algum valor em particular como particular, esta entusiasta particular a uma pressão da atmosfera não podemos calcular a mudança de entusiasmapia. Por exemplo, um sistema gasoso, no sistema gasoso por exemplo, oxigênio, se for um oxigênio puro a 25 grau Celsius a forma estável é a forma gasosa. Sendo assim, aquele caso a entusiasta do oxigênio puro a 298 Kelvin uma pressão atmosférica seria 0.So, ou seja, a convenção. Agora, em caso de eletroquímica também nós havincamos convenção. A convenção é potencial químico ou o valor padrão de energia livre de hidrogênio é tomado como 0, 1 de pressão de atmosfera e 25 grau Celsius. Então, este valor de referência isa não sabemos se realmente este valor ah o íon hidrogênio potencialde íon hidrogênio é 0 a 25 grau Celsius, 1 de pressão de atmosfera, mas nós já atribuímos valor ok e esta atribuição nos ajuda a encontrar a mudança de entusiasmada ou troca de energia livre ou mudança na entropia. Então, isso é sobre o estado padrão que não é nada, mas o estado de referência lembra-se disso. E a pressão é muito importante podemos havestandar estado em qualquer outra temperatura. Até a temperatura podemos mudar, mas essa parte, essa discussão não faz parte dessa discussão atual só pensávamos que deveríamos pincelar esse conhecimento específico do estado padrão. Agora, voltando a esta voltando para esta grandeza desde que temos levado delta G 0 igual a menos RT ln K whichis o equilíbrio constante de relação entre constante de equilíbrio e livre de energia livre em condição padrão Agora, também vimos outra relação delta G0 igual a menos n P E. Agora, este delta G é não especificamos se é um standardstate ou não. Agora, se você se lembra de quando falamos sobre esse cobre específico da célula, e esta é basicamente minha ponte de solução isto é cobre e aqui você tem sulfato de cobre e aqui sulfato de zinco e este é o zinco. Então, aquela vez que vimos que se a atividade de zinco plusmais igual a atividade de cobre mais igual a 1 então vimos o potencialficar a célula potencialtorna 1,1 Volt a 1 de pressão de atmosfera e 25 grau Celsius.Agora, isto também vemos que também é valor padrão, este é valor padrão. Agora, se wechange esta temperatura isso não se tornará este também será um valor padrão, mas ele isata uma temperatura diferente, mas a pressão é uma atmosfera. Então, este valor padrão podemos ter separadamente, para este valor padrão de célula em particular é mais 3 4 Volt copperside zinc lado é igual a 0,76 Volt minus. Então, é isso que conseguimos E igual a E 0 coppermenos E 0 zinco é igual a 1,1 Volt. Vimos isso .Agora, lá outra condição é desde que a atividade seja 1, então você verá mais tarde que por que essa parte de atividade é importante, quando a atividade vai para 0 esta vai se tornar esta ceia então isso se torna este caso contrário será um valor diferente. Agora, já que estamos tomando as condições padrão também podemos escrever isso. Então, agora, eu posso ter um triângulo onde eu canso delta G 0 de um lado, G em uma extremidade e E em uma extremidade, E 0 em uma extremidade. Então, estamos falando de condições padrão. Agora, vejamos a relação delta G 0 igual a menos n FE 0, aqui delta G 0 igual a menos RT ln K. E deste lado podemos ter n F E 0 igualto RT ln K. Então, agora, temos a relação entre esses dois, relação entre estes dois, e a relação entre estes dois. E este triângulo nos moldarmos a entender a que ph ou a que potencial em meio aquoso eu obteria a corrosão ou eu obteria proteção ou chegaria a existir um determinado termo primeiro tempo você arelizante que é chamado de passividade nós vamos obter region.Então, este triângulo poderá nos deixar saber onde está zona de corrosão, onde está zona imune, e terceiro é onde está zona passiva para uma situação em que o metal é exposto a um pH aquoso de pH meio diferente. Então, a partir disso nós teríamos muito claro que temos uma relação entre a mudança de energia livre com potencial de mudança ou o potencial celular, além de equilibrio constante da reação que está ocorrindo na célula. Então, nós vamos parar por aqui. Nós vamos continuar em nossa próxima palestra. Obrigado.