CH3 COOH(l)+C2 H5 OH(l) <=ftharpoons CH3 COOC2 H5(l)+H2 O(l)
foram obtidos para a reação em um solvente orgânico à 100^circ C. As concentrações iniciais dos reagentes são indicadas nas colunas 2 e 3 da tabela abaixo, enquanto a concentração de equilíbrio para um dos produtos (CH3 COOC2 H5) 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> (M o l L Concentração no Equilíbrio <br> (M o l L^-1 )
C H3 C O O H C2 H5 O H C H3 C O O C2 H5
1 1,00 0,180 0,171
2 1,00 1,00 0,667
3 1,00 8,00 0,966
R:[H 2 O]=[CH3 COOC2 H5] em todos os experimentos
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:
CH3COOH(l) + C2H5OH(l) <=ftharpoons CH3COOC2H5(l) + H2O(l)
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:
[H2O] = [CH3COOC2H5]
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:
Kc
Como sabemos que Kc = [CH3COOC2H5][H2O][CH3COOH][C2H5OH] , podemos substituir na fórmula:
[H2O] = [CH3COOC2H5]

Passo 5

Vamos aplicar essa fórmula para cada um dos experimentos:

Experimento 1

  • [CH3COOH] inicial: 1,00 mol/L
  • [C2H5OH] inicial: 0,180 mol/L
  • [CH3COOC2H5] no equilíbrio: 0,171 mol/L
Usando [H2O] = 0,171 mol/L, temos:
Kc1 = (0,171)^21,00 times 0,180 approx 0,163

Experimento 2

  • [CH3COOH] inicial: 1,00 mol/L
  • [C2H5OH] inicial: 1,00 mol/L
  • [CH3COOC2H5] no equilíbrio: 0,667 mol/L
Kc2 = (0,667)^21,00 times 1,00 approx 0,445

Experimento 3

  • [CH3COOH] inicial: 1,00 mol/L
  • [C2H5OH] inicial: 8,00 mol/L
  • [CH3COOC2H5] no equilíbrio: 0,966 mol/L
Kc3 = (0,966)^21,00 times 8,00 approx 0,117

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:
Kc

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