A 127^circ C, em um recipiente de 500 mL encontram-se, em equilíbrio, 0,46 g de NO2 e 1,84 g de N2 O4. Calcular as constantes de equilíbrio Kc e Kp da reação: 2 NO2(g) <=ftarrows N2 O4(g) Dados: Massas molares (g / mol): NO2=46=; N2 O4=92 ; R=8,2 cdot 10^-2 atm cdot L cdot K^-1 cdot mol^-1.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio químico juntos! A questão envolve calcular as constantes de equilíbrio e para a reação . Para isso, precisamos entender conceitos de massas molares, concentração molar e a relação entre e . Vamos precisar converter as massas dadas para mols, encontrar as concentrações e depois aplicar as fórmulas das constantes de equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos converter as massas de Mols de NO2 = 0,46, g46, g/mol = 0,01, mol e Mols de N2O4 = 1,84, g92, g/mol = 0,02, mol para mols usando as massas molares fornecidas.
Para :
Para :

Passo 3

Agora, vamos calcular as concentrações molares dessas substâncias no recipiente. Lembre-se que a concentração molar ( C = molsvolume (L) ) é dada por:
CNO2 = 0,01, mol0,5, L = 0,02, mol/L
Como o volume é de 500 mL, que é igual a 0,5 L:
Para CN2O4 = 0,02, mol0,5, L = 0,04, mol/L :
Para :

Passo 4

Vamos calcular a constante de equilíbrio 2 NO2(g) <=ftarrows N2O4(g) usando a expressão para a reação:
Kc = [N2O4][NO2]^2
A expressão de Kc = 0,04(0,02)^2 = 0,040,0004 = 100 é:
Substituindo os valores das concentrações:

Passo 5

Para encontrar Kp = Kc (RT)^De, precisamos usar a relação entre T = 127 + 273 = 400, K e De:
(RT)^De
Onde:
  • Kp = 100 times 0,0305 approx 3,05 é a constante dos gases ( )
  • é a temperatura em Kelvin. Como temos 127°C, convertemos para Kelvin:
  • é a diferença no número de mols de gás entre produtos e reagentes. Na reação, temos:
Agora, calculando :
Finalmente, calculamos :

Resposta

As constantes de equilíbrio são:
Kc = 100
Kp approx 3,05

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