Considere o equilíbrio:
CO(g)+H2 O(g) <=ftharpoons CO2(g)+H2(g)
Em um recipiente de 2,0 L, inicialmente contém 0,5 mol de CO e 0,5 mol de H2 O. Após o sistema atingir o equilíbrio, verificou-se a formação de 0,2 mol de H2.
Calcule o valor da constante de equilíbrio Kc .

Passo 1

Vamos resolver esse exercício que trata do equilíbrio químico, um assunto fundamental na química que estuda como as reações químicas atingem um ponto onde as concentrações dos reagentes e produtos permanecem constantes. Neste caso, vamos precisar usar a expressão da constante de equilíbrio $ K_c $ e entender como as concentrações mudam durante a reação.

Passo 2

Primeiro, vamos listar as informações que temos:
  • Volume do recipiente: 2,0 L
  • Quantidade inicial de CO: 0,5 mol
  • Quantidade inicial de H₂O: 0,5 mol
  • Quantidade de H₂ formada no equilíbrio: 0,2 mol

Passo 3

Vamos organizar esses dados em uma tabela de ICE (Inicial, Mudança, Equilíbrio) para facilitar a visualização das mudanças nas concentrações:
c|cccc & CO & H2O & CO2 & H2 hline Inicial (mol) & 0,5 & 0,5 & 0 & 0 Mudança (mol) & -x & -x & +x & +x Equilíbrio (mol) & 0,5 - x & 0,5 - x & x & x çí

Passo 4

Sabemos que no equilíbrio foram formados 0,2 mol de H₂, então $ x = 0,2 $ mol. Substituindo na tabela:
x = 0,2 í

Passo 5

Agora, vamos calcular as concentrações das substâncias no equilíbrio. Como o volume é 2,0 L, a concentração ($ C $) é dada por:
C
Calculando cada uma:
C = molL
[CO] = 0,3, mol2,0, L = 0,15, M
[H2O] = 0,3, mol2,0, L = 0,15, M
[CO2] = 0,2, mol2,0, L = 0,10, M

Passo 6

A constante de equilíbrio $ K_c $ para a reação:
Kc
é dada pela expressão:
CO(g) + H2O(g) <=ftharpoons CO2(g) + H2(g)

Passo 7

Substituindo as concentrações no equilíbrio na expressão de $ K_c $:
Kc

Resposta

O valor da constante de equilíbrio $ K_c $ é aproximadamente 0,44.

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