Se 0,100 mol de A são colocados em um recipiente mantido a
e o equilíbrio
é estabelecido, determine a composição de equilíbrio se a pressão do sistema é mantida fixa em 1,25 bar e sabendo que
para esta reação é 6,75 a
.
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
para a reação dada:
Sabemos que
a 25°C.
Passo 3
Vamos definir
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:
As pressões parciais podem ser expressas em função das frações molares:
Passo 5
Substituindo
e
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
. 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:
Passo 8
Com as mols no equilíbrio, podemos determinar as pressões parciais:
Resposta
No equilíbrio, as pressões parciais são aproximadamente
e
.