Balanceie as seguintes reações usando os menores coeficientes inteiros, e depois escreva a expressão do equilibrio Kc de cada uma das reações.
& (a) CH4(g)+O2(g) <=ftharpoons CO2(g)+H2 O(g) & (b) I2(g)+F2(g) <=ftharpoons IF5(g) & (c) NO2(g)+F2(g) <=ftharpoons FNO2(g)
(a) CH4(g)+Cl2(g) <=ftharpoons CHCl3(g)+HCl(g)
(b) NH3(g)+ClF3(g) <=ftharpoons HF(g)+N2(g)+Cl2(g)
© N2(g)+O2(g) <=ftharpoons N2 O3(g)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de balanceamento de reações químicas e depois escrever a expressão de equilíbrio . O exercício tem várias reações que precisamos balancear usando os menores coeficientes inteiros possíveis. Depois de balancear, vamos montar a expressão do equilíbrio para cada uma delas. Para isso, vamos precisar entender como igualar os átomos de cada elemento de um lado para o outro e como usar as concentrações das substâncias na expressão do .

Passo 2

Reação (a): CH4 + O2 <=ftharpoons CO2 + 2,H2O
Primeiro, vamos contar os átomos de cada elemento em ambos os lados:
  • Lado esquerdo:
    • C: 1
    • H: 4
    • O: 2
  • Lado direito:
    • C: 1
    • H: 2
    • O: 3
Vemos que o hidrogênio não está balanceado (4 H à esquerda e 2 à direita). Para balancear, colocamos o coeficiente 2 na água:
CH4 + 2,O2 <=ftharpoons CO2 + 2,H2O
Agora, recontamos os átomos:
  • Lado esquerdo:
    • C: 1
    • H: 4
    • O: 2
  • Lado direito:
    • C: 1
    • H: 4
    • O: 4
Agora, o oxigênio está desequilibrado. Para balancear os O, colocamos 2 na frente do :
Agora, todos os elementos estão balanceados:
  • C: 1
  • H: 4
  • O: 4

Passo 3

Agora, vamos escrever a expressão do equilíbrio CH4 + 2,O2 <=ftharpoons CO2 + 2,H2O para a reação balanceada:
Kc = [CO2] times [H2O]^2[CH4] times [O2]^2
A expressão do é:

Passo 4

Vamos para a próxima reação!
Reação (b): I2 + F2 <=ftharpoons 2,IF5
Primeiro, contamos os átomos:
  • Lado esquerdo:
    • I: 2
    • F: 2
  • Lado direito:
    • I: 1
    • F: 5
Claramente, os átomos de iodo e flúor não estão balanceados. Vamos balancear o iodo primeiro. Colocamos 2 I2 + 5,F2 <=ftharpoons 2,IF5 no lado direito:
Agora, recontamos:
  • Lado esquerdo:
    • I: 2
    • F: 2
  • Lado direito:
    • I: 2
    • F: 10
Agora, o flúor está desequilibrado. Para balancear o flúor, colocamos 5 no lado esquerdo:
Agora, todos os átomos estão balanceados:
  • I: 2
  • F: 10

Passo 5

Agora, a expressão do I2 + 5,F2 <=ftharpoons 2,IF5 para a reação balanceada:
Kc = [IF5]^2[I2] times [F2]^5
A expressão do é:

Passo 6

Vamos resolver a terceira reação!
Reação ©: NO2 + F2 <=ftharpoons 2,FNO2
Primeiro, contamos os átomos:
  • Lado esquerdo:
    • N: 1
    • O: 2
    • F: 2
  • Lado direito:
    • N: 1
    • O: 2
    • F: 1
Vemos que o flúor está desequilibrado. Para balancear, colocamos 2 2,NO2 + F2 <=ftharpoons 2,FNO2 no lado direito:
Agora, recontamos:
  • Lado esquerdo:
    • N: 1
    • O: 2
    • F: 2
  • Lado direito:
    • N: 2
    • O: 4
    • F: 2
Agora, o nitrogênio e o oxigênio estão desequilibrados. Para balancear o nitrogênio, colocamos 2 no lado esquerdo:
Agora, recontamos:
  • Lado esquerdo:
    • N: 2
    • O: 4
    • F: 2
  • Lado direito:
    • N: 2
    • O: 4
    • F: 2
Agora, todos os átomos estão balanceados!

Passo 7

Agora, a expressão do 2,NO2 + F2 <=ftharpoons 2,FNO2 para a reação balanceada:
Kc = [FNO2]^2[NO2]^2 times [F2]
A expressão do é:

Passo 8

Agora vamos para o segundo conjunto de reações!
Reação (a): CH4 + Cl2 <=ftharpoons CHCl3 + 3,HCl
Primeiro, contamos os átomos:
  • Lado esquerdo:
    • C: 1
    • H: 4
    • Cl: 2
  • Lado direito:
    • C: 1
    • H: 1
    • Cl: 4
O hidrogênio e o cloro estão desequilibrados. Vamos balancear o hidrogênio primeiro. Colocamos 3 CH4 + 3,Cl2 <=ftharpoons CHCl3 + 3,HCl no lado direito:
CH4 + 3,Cl2 <=ftharpoons CHCl3 + 4,HCl
Agora, recontamos:
  • Lado esquerdo:
    • C: 1
    • H: 4
    • Cl: 2
  • Lado direito:
    • C: 1
    • H: 3
    • Cl: 6
Agora, o cloro está muito desequilibrado. Para balancear o cloro, ajustamos o . Temos 6 Cl no lado direito, então precisamos de 3 no lado esquerdo:
Agora, recontamos:
  • Lado esquerdo:
    • C: 1
    • H: 4
    • Cl: 6
  • Lado direito:
    • C: 1
    • H: 3
    • Cl: 6
Faltou balancear o hidrogênio. Colocamos 4 no lado direito:
Agora, recontamos:
  • Lado esquerdo:
    • C: 1
    • H: 4
    • Cl: 6
  • Lado direito:
    • C: 1
    • H: 4
    • Cl: 6
Tudo está balanceado!

Passo 9

Agora, vamos escrever a expressão do CH4 + 3,Cl2 <=ftharpoons CHCl3 + 4,HCl :
Kc = [CHCl3] times [HCl]^4[CH4] times [Cl2]^3
A expressão do é:

Passo 10

Vamos para a próxima reação do segundo conjunto!
Reação (b): 2,NH3 + ClF3 <=ftharpoons HF + N2 + Cl2
Primeiro, contamos os átomos:
  • Lado esquerdo:
    • N: 1
    • H: 3
    • Cl: 1
    • F: 3
  • Lado direito:
    • H: 1
    • F: 1
    • N: 2
    • Cl: 2
Vários elementos estão desequilibrados. Vamos balancear o nitrogênio primeiro. Colocamos 2 2,NH3 + 2,ClF3 <=ftharpoons HF + N2 + Cl2 no lado esquerdo:
2,NH3 + 2,ClF3 <=ftharpoons 6,HF + N2 + Cl2
Agora, recontamos:
  • Lado esquerdo:
    • N: 2
    • H: 6
    • Cl: 1
    • F: 3
  • Lado direito:
    • H: 1
    • F: 1
    • N: 2
    • Cl: 2
Agora, balanceamos o cloro. Colocamos 2 no lado esquerdo:
Recontando:
  • Lado esquerdo:
    • N: 2
    • H: 6
    • Cl: 2
    • F: 6
  • Lado direito:
    • H: 1
    • F: 1
    • N: 2
    • Cl: 2
Agora, balanceamos o hidrogênio e o flúor. Colocamos 6 no lado direito:
Agora, recontamos:
  • Lado esquerdo:
    • N: 2
    • H: 6
    • Cl: 2
    • F: 6
  • Lado direito:
    • H: 6
    • F: 6
    • N: 2
    • Cl: 2
Tudo está balanceado!

Passo 11

Agora, a expressão do 2,NH3 + 2,ClF3 <=ftharpoons 6,HF + N2 + Cl2 para a reação balanceada:
Kc = [HF]^6 times [N2] times [Cl2][NH3]^2 times [ClF3]^2
A expressão do é:

Passo 12

Vamos resolver a última reação do segundo conjunto!
Reação ©: N2 + 32,O2 <=ftharpoons N2O3
Primeiro, contamos os átomos:
  • Lado esquerdo:
    • N: 2
    • O: 2
  • Lado direito:
    • N: 2
    • O: 3
O oxigênio está desequilibrado. Para balancear, colocamos 3 2,N2 + 3,O2 <=ftharpoons 2,N2O3 no lado esquerdo para ter 3 O no lado direito:
Mas preferimos coeficientes inteiros, então multiplicamos todos os termos por 2:
Agora, recontamos:
  • Lado esquerdo:
    • N: 4
    • O: 6
  • Lado direito:
    • N: 4
    • O: 6
Tudo está balanceado!

Passo 13

Agora, a expressão do 2,N2 + 3,O2 <=ftharpoons 2,N2O3 para a reação balanceada:
Kc = [N2O3]^2[N2]^2 times [O2]^3
A expressão do é:

Resposta

A reação balanceada é:
2,N2 + 3,O2 <=ftharpoons 2,N2O3
E a expressão do equilíbrio Kc = [N2O3]^2[N2]^2 times [O2]^3 é:

Exercícios relacionados