2. Em um reator de , foram adicionados de e de , a uma dada temperatura. Sabendo que o equilíbrio foi atingido quando de foi consumido, determine a constante de equilíbrio para reação . Assuma que os gases se comportam idealmente nestas condições.
Passo 1
Oi, galerinha! Tudo bom? Nessa questão precisamos calcular uma constante de equilíbrio em uma reação com gases. Para quem não lembra, ela é definida pela pressão dos produtos sobre reagente, sempre elevando cada pressão ao seu coeficiente estequiométrico. Para essa reação ela tem essa cara aqui:
Agora precisamos calcular as pressões de cada substância e depois substituímos na fórmula. Bora lá!
Passo 2
Repara que o enunciado disse que nossos gases tem comportamento ideal. Então para calcular as pressões poderemos usar a expressão:
Isolando ,
Vamos substituir na formula,
Repara que como todos os gases estão no mesmo ambiente, o volume e temperatura são os mesmos, ou seja, eles vão se anular. Com isso, a fórmula fica assim:
Passo 3
Então agora precisamos descobrir quantos mols de cada gás restaram ao final do equilíbrio. Temos a seguinte reação:
Inicialmente, tínhamos apenas de e de . E pela reação química temos que eles reagem em uma proporção de , ou seja, o está em excesso, pois possui mais mols dele do que e .
Outra informação importante é que o enunciado diz que no equilíbrio de foi consumido, ou seja, no equilíbrio teremos,
Se foram consumidos , a quantidade de mol restante foi,
Como pela reação vimos que o gás hidrogênio reage com o gás iodo na proporção de , temos que a mesma quantidade de mols de foi consumida. Como isso no equilíbrio teremos:
Agora vamos achar quanto de foi produzido!
Passo 4
Para calcular a quantidade de produzida vamos usar da nossa querida estequiometria!
Temos que de produz de , logo de consumido irá produzir...
Logo, no equilíbrio teremos de .
Passo 5
Substituindo na formula para achar a constante de equilíbrio teremos: