A
, o equilíbrio
apresenta
. Numa experiência realizada naquela temperatura,
de HI é colocado num recipiente de 5,0 litros. Quais são as concentrações molares de
e
depois de estabelecido o equilíbrio?
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos a reação de equilíbrio:
Temos a constante de equilíbrio
na temperatura de
. Foi colocado 1,0 mol de HI em um recipiente de 5,0 litros e queremos encontrar as concentrações molares de HI, H₂ e I₂ quando o equilíbrio for alcançado. Para isso, vamos usar o conceito de constantes de equilíbrio e montar uma tabela ICE (Inicial, Mudança, Equilíbrio).
Passo 2
Primeiro, vamos calcular as concentrações iniciais das substâncias. A concentração é dada por:
Para HI:
Inicialmente, não há H₂ nem I₂ no recipiente:
Passo 3
Agora, vamos imaginar que uma certa quantidade
mol/L de HI se decompõe para formar H₂ e I₂ no equilíbrio. Como a reação mostra que 2 mol de HI formam 1 mol de H₂ e 1 mol de I₂, temos:
- HI diminui:
- H₂ aumenta:
- I₂ aumenta:
Passo 4
Com base nisso, as concentrações no equilíbrio ficam:
Passo 5
Agora, usamos a expressão da constante de equilíbrio
:
Substituindo as concentrações no equilíbrio:
Passo 6
Vamos resolver essa equação para encontrar
:
Primeiro, tiramos a raiz quadrada de ambos os lados:
Agora, multiplicamos ambos os lados por
:
Somamos
em ambos os lados:
Finalmente, isolamos
:
Passo 7
Agora que temos o valor de
, substituímos nas expressões das concentrações no equilíbrio:
Resposta
As concentrações molares no equilíbrio são aproximadamente: