A mol de são misturados a 1,0 mol de e o equilíbrio é estabelecido a uma pressão total de 1,0 bar. A análise do sistema em equilíbrio revela que 0,71 mol de estão presentes no equilíbrio. Determine para a reação a 800 K . (R: 0,64)

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que o problema está pedindo. A gente tem uma mistura de gases, especificamente óxido nítrico e oxigênio , que reage formando dióxido de nitrogênio quando atinge o equilíbrio. A reação é:
A temperatura é de 800 K e a pressão total do sistema é de 1,0 bar. Inicialmente, temos 2,0 mol de e 1,0 mol de . No equilíbrio, descobrimos que restam 0,71 mol de . A gente precisa achar a constante de equilíbrio em termos de pressão, , para essa reação.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de equilíbrio químico, especialmente como relacionar as pressões parciais dos gases com a constante de equilíbrio . Vamos resolver isso passo a passo!

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as quantidades iniciais e as mudanças que ocorrem até o equilíbrio. Vamos montar uma tabela ICE (Inicial, Mudança, Equilíbrio) para organizar as informações.
Inicial:
  • : 2,0 mol
  • : 1,0 mol
  • : 0 mol
Mudança:
Vamos supor que x mol de reagem. De acordo com a estequiometria da reação:
  • Para cada 1 mol de que reage, são consumidos 2 mol de e formados 2 mol de .
Equilíbrio:
  • : mol
  • : mol
  • : mol
Sabemos que no equilíbrio há 0,71 mol de , então:

Passo 3

Agora que sabemos que 0,29 mol de reagiram, vamos calcular as quantidades de cada substância no equilíbrio:
  • :
  • : (já sabemos)
  • :
Agora temos as quantidades de cada gás no equilíbrio.

Passo 4

Vamos calcular as pressões parciais de cada gás no equilíbrio. Sabemos que a pressão total do sistema é de 1,0 bar, e podemos usar a fração molar para encontrar as pressões parciais.
Primeiro, encontramos o número total de mols no equilíbrio:
Agora, calculamos a fração molar de cada gás:
  • :
  • :
  • :
Agora, multiplicamos cada fração molar pela pressão total para encontrar as pressões parciais:

Passo 5

Agora que temos as pressões parciais no equilíbrio, podemos usar a expressão da constante de equilíbrio para a reação:
Vamos substituir os valores que calculamos:
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, calculamos os numeradores e denominadores separadamente:
Agora, dividimos o numerador pelo denominador:

Resposta

A constante de equilíbrio para a reação a 800 K é aproximadamente 0,64.

Exercícios relacionados

Para a reação , as frações molares de cada componente observadas para uma certa mistura em equilíbrio a 1000 K e 1767 torr são e 0,250 . Determine e a 1000 K , supondo gases ideais. (R: 3,42; 10,2 kj/mol)
Dê o valor dos coeficientes estequiométricos e escreva a condição de equilíbrio químico para as reações representadas pelas equações abaixo:
Determinar as equações paramétricas da reta e a equação vetorial da reta que passa pelos pontos A (1, 2, -1) e B (-2, 1, -1).
Dada a reta
, determinar o ponto de tal que
a) A ordenada seja 12;
b) A abscissa seja igual a ordenada
c) A cota seja o dobro da abscissa