foram obtidos para a reação em um solvente orgânico à
. As concentrações iniciais dos reagentes são indicadas nas colunas 2 e 3 da tabela abaixo, enquanto a concentração de equilíbrio para um dos produtos
é indicada na quarta coluna da mesma tabela. Determine a concentração de água no equilíbrio e calcule Kc para os três experimentos.
Experimento | Concentrações Iniciais <br>
|
Concentração no Equilíbrio <br>
|
|
---|---|---|---|
|
|
|
|
|
1,00 | 0,180 | 0,171 |
|
1,00 | 1,00 | 0,667 |
|
1,00 | 8,00 | 0,966 |
K1 = 3,92 K2 = 4,01 K3 = 3,90 (Estatisticamente iguais)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício que temos é sobre equilíbrio químico. A gente tem uma reação entre ácido acético (CH₃COOH) e etanol (C₂H₅OH) que forma acetato de etila (CH₃COOC₂H₅) e água (H₂O). A gente vai precisar entender como calcular as concentrações no equilíbrio e determinar a constante de equilíbrio $ K_c $ para três experimentos diferentes.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar a reação:
Para cada experimento, temos as concentrações iniciais de ácido acético e etanol, além da concentração de acetato de etila no equilíbrio. Nosso objetivo é encontrar a concentração de água no equilíbrio e calcular $ K_c $ para cada caso.
Passo 3
Sabemos que, no equilíbrio, a concentração de água é igual à concentração de acetato de etila. Ou seja:
Isso simplifica nossos cálculos, pois já temos a concentração de acetato de etila no equilíbrio fornecida na tabela.
Passo 4
Agora, vamos recordar a expressão da constante de equilíbrio $ K_c $ para essa reação:
Como sabemos que
, podemos substituir na fórmula:
Passo 5
Vamos aplicar essa fórmula para cada um dos experimentos:
Experimento 1
-
inicial: 1,00 mol/L -
inicial: 0,180 mol/L -
no equilíbrio: 0,171 mol/L
Usando
mol/L, temos:
Experimento 2
-
inicial: 1,00 mol/L -
inicial: 1,00 mol/L -
no equilíbrio: 0,667 mol/L
Experimento 3
-
inicial: 1,00 mol/L -
inicial: 8,00 mol/L -
no equilíbrio: 0,966 mol/L
Resposta
A concentração de água no equilíbrio é igual à concentração de acetato de etila em cada experimento. Além disso, as constantes de equilíbrio $ K_c $ para os três experimentos são aproximadamente: