Admita que na reação
ocorrendo em um sistema fechado existam inicialmente
de
e
de
. Se em um determinado instante da reação, existem presentes 7,50 mol de
, qual o valor de
nesse instante?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a reação química
em um sistema fechado. Inicialmente, temos 5,80 mol de
e 6,20 mol de
. Num certo momento, temos 7,50 mol de
. O que precisamos descobrir é o valor de
, que é a extensão da reação nesse instante. Para resolver isso, vamos usar o conceito de extensão da reação, que nos ajuda a entender quanto uma reação avançou ou retrocedeu.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a extensão da reação
. Ela nos indica quantas vezes a reação ocorreu a partir dos reagentes e produtos iniciais. Para a reação dada:
Podemos expressar as mudanças nas quantidades de moles dos reagentes e produtos em função de
:
- Para
: cada vez que a reação ocorre, diminuímos 2 mols de . - Para
: cada vez que a reação ocorre, aumentamos 3 mols de .
Matematicamente, isso fica assim:
Onde:
-
e são as quantidades iniciais de e , respectivamente.
Passo 3
Vamos aplicar esses conceitos aos valores dados no problema. Sabemos que inicialmente:
E no instante considerado:
Usando a equação para
:
Passo 4
Agora, vamos resolver essa equação para encontrar
:
Resposta
O valor de
nesse instante é
.