A 25^circ C, a constante de equilíbrio para a reação é de Kp=47,9. Desta forma, responda:
N2 O4(g) <=ftharpoons 2 NO2(g)
A este mesmo frasco foi adicionado mais 0,010 mol de NO2. Como isso irá afetar a concentração de N2 O4 ? Justifique suas conclusões calculando as novas concentrações no equilibrio para NO2 e N2 O4.

Passo 1

Primeiro, vamos entender a questão. Temos a reação de equilíbrio:
N2 O4(g) <=ftharpoons 2 NO2(g)
A constante de equilíbrio, Kp, é dada como 47,9 a 25°C. Foi adicionado mais 0,010 mol de NO2 ao sistema, e precisamos descobrir como isso afeta a concentração de N2 O4 no novo equilíbrio. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química de equilíbrio químico e a constante de equilíbrio.

Passo 2

Vamos representar as concentrações iniciais das substâncias no equilíbrio. Suponha que inicialmente temos:
  • [N2 O4] = a mol
  • [NO2] = b mol
Após adicionar 0,010 mol de NO2, a concentração de NO2 passa a ser (b + 0,010) mol.
No equilíbrio, haverá uma mudança nas concentrações devido ao acréscimo de NO2. Vamos chamar essa mudança de x:
  • [N2 O4] diminui em x, ficando a - x
  • [NO2] aumenta em 2x, ficando (b + 0,010 + 2x)

Passo 3

A expressão da constante de equilíbrio Kp para a reação é:
Kp = [NO2]^2[N2 O4]
Substituindo as concentrações no equilíbrio:
47,9 = (b + 0,010 + 2x)^2a - x
Precisamos resolver essa equação para encontrar os valores de x, que nos darão as novas concentrações no equilíbrio.

Passo 4

Para simplificar, vamos considerar que a quantidade adicionada é pequena em relação à quantidade inicial, assim x será muito pequeno e podemos aproximar a - x approx a. A equação fica:
47,9 approx (b + 0,010 + 2x)^2a
Resolvendo para x:
(b + 0,010 + 2x)^2 approx 47,9 cdot a
b + 0,010 + 2x approx raiz47,9 cdot a
Como x é pequeno, podemos ignorar o termo 2x em comparação com 0,010:
b + 0,010 approx raiz47,9 cdot a
Assim, a nova concentração de NO2 será aproximadamente b + 0,010, e a concentração de N2 O4 permanecerá próxima a a.

Resposta

Após adicionar 0,010 mol de NO2, a concentração de N2 O4 diminui ligeiramente, ajustando-se para manter o equilíbrio. As novas concentrações no equilíbrio são aproximadamente [NO2] = b + 0,010 mol e [N2 O4] = a - x, com x sendo um valor pequeno.

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