Considere uma mistura de H2(g), CO(g), CO2(g) e H2 O(g) na temperatura de 1260 K com pH2=0,55 bar, pCO2=0,20 bar, pCO=1,25 bar e pH2 O=0,10 bar. A reação ocorre conforme:
H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2 O(g)
A constante de equilíbrio sob condição padrão é 1,59 . Nas condições acima citadas, a reação está em equilíbrio? Se não, em qual sentido ela se encontra? (R: Q=1,14)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma mistura de gases: H2, CO, CO2 e H2O, a uma temperatura de 1260 K. A reação que tá rolando é:
H2(g) + CO2(g) <=ftharpoons CO(g) + H2O(g)
A gente quer saber se essa reação tá em equilíbrio nas condições dadas. Para isso, vamos usar o conceito de constante de equilíbrio ( K) e de quociente de reação ( Q). Vamos precisar lembrar como calcular esses valores e comparar eles para ver o que acontece.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são K e Q. A constante de equilíbrio ( K) é um valor que indica a proporção das concentrações dos produtos e reagentes quando a reação está em equilíbrio. Já o quociente de reação ( Q) é calculado com as concentrações atuais (ou pressões parciais) dos componentes da reação, independentemente de estar em equilíbrio ou não.
A expressão para K e Q para a reação dada é:
K = PCO cdot PH2OPH2 cdot PCO2
E o mesmo para Q:
Q = PCO cdot PH2OPH2 cdot PCO2

Passo 3

Agora, vamos calcular o valor de Q usando as pressões parciais fornecidas:
  • PH2 = 0,55 bar
  • PCO2 = 0,20 bar
  • PCO = 1,25 bar
  • PH2O = 0,10 bar
Substituindo na fórmula do Q:
Q = 1,25 times 0,100,55 times 0,20 = 0,1250,11 approx 1,14
Então, Q = 1,14.

Passo 4

Sabemos que a constante de equilíbrio K é 1,59. Agora, vamos comparar Q com K:
  • Se Q < K: A reação tende a formar mais produtos.
  • Se Q > K: A reação tende a formar mais reagentes.
  • Se Q = K: A reação está em equilíbrio.
No nosso caso, Q = 1,14 e K = 1,59. Como 1,14 < 1,59, isso significa que o quociente de reação é menor que a constante de equilíbrio.

Passo 5

Como Q < K, a reação ainda não atingiu o equilíbrio completo e vai se deslocar no sentido de formar mais produtos para atingir o equilíbrio. Ou seja, mais CO e H2O serão formados a partir de H2 e CO2.

Resposta

Não, a reação não está em equilíbrio. Ela se desloca no sentido de formar mais produtos ( CO e H2O).

Exercícios relacionados