Se 0,100 mol de A são colocados em um recipiente mantido a 25^circ C e o equilíbrio 2 A(g) rightharpoons B(g) é estabelecido, determine a composição de equilíbrio se a pressão do sistema é mantida fixa em 1,25 bar e sabendo que KP^o para esta reação é 6,75 a 25^circ C.

Passo 1

Vamos lá! Temos 0,100 mol de A colocando em um recipiente a 25°C, onde a reação de equilíbrio é . Queremos encontrar a composição no equilíbrio quando a pressão total do sistema é mantida em 1,25 bar. Para resolver isso, vamos usar o conceito de equilíbrio químico e a constante de equilíbrio , que nos ajuda a relacionar as pressões parciais dos gases envolvidos na reação.

Passo 2

Primeiro, vamos expressar a constante de equilíbrio KP = PB(PA)^2 para a reação dada:
Sabemos que a 25°C.

Passo 3

Vamos definir Mols de A: 0,100 - 2x Mols de B: x como a quantidade de mol de A que reage no equilíbrio. A reação consome 2 mol de A para produzir 1 mol de B. Assim, as quantidades no equilíbrio ficam:

Passo 4

A pressão total é a soma das pressões parciais. Como a pressão total é 1,25 bar, temos:
Ptotal = PA + PB = 1,25 , bar
As pressões parciais podem ser expressas em função das frações molares:
PA = 0,100 - 2x0,100 - x times 1,25 PB = x0,100 - x times 1,25

Passo 5

Substituindo 6,75 = ( x0,100 - x times 1,25 )( 0,100 - 2x0,100 - x times 1,25 )^2 e 6,75 = x times 1,25(0,100 - 2x)^2 times 1,25^2(0,100 - x) na expressão do :
Simplificando a equação:
Após mais simplificações, chegamos a uma equação quadrática em .

Passo 6

Resolvendo a equação quadrática, encontramos o valor de x approx 0,1002 + raiz1 + 4 times 6,75 times (0,100)^21,25 . Supondo que o valor de seja pequeno em relação a 0,100 mol, podemos aproximar:
Calculando, obtemos .

Passo 7

Agora, calculamos as mols no equilíbrio:
Mols de A = 0,100 - 2 times 0,027 = 0,046 , mol Mols de B = 0,027 , mol

Passo 8

Com as mols no equilíbrio, podemos determinar as pressões parciais:
PA = 0,0460,046 + 0,027 times 1,25 approx 0,75 , bar PB = 0,0270,046 + 0,027 times 1,25 approx 0,50 , bar

Resposta

No equilíbrio, as pressões parciais são aproximadamente e .

Exercícios relacionados