Considere a reação
. A constante de equilíbrio da reação vale 1,8 a
.
a) Colocando
de
na temperatura de
e na pressão de 1 atm . Calcular as pressões parciais dos gases no equilíbrio.
a) Colocando
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. A gente tem a reação química:
A constante de equilíbrio (
) dessa reação é 1,8 a 250°C. A gente vai colocar 1,5 mol de
em um recipiente com pressão total de 1 atm e essa temperatura. Nosso objetivo é encontrar as pressões parciais de cada gás no estado de equilíbrio. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química de equilíbrio e a expressão da constante de equilíbrio em termos de pressões parciais.
Passo 2
Primeiro, vamos definir as pressões parciais dos gases envolvidos. Inicialmente, só temos
. Quando a reação ocorre, parte desse
se decompõe formando
e
. Vamos chamar a quantidade de
que se decompõe de
mol.
Então, no equilíbrio teremos:
-
: mol -
: mol -
: mol
Passo 3
Agora, vamos relacionar essas quantidades com as pressões parciais. Sabemos que a pressão total (
) é 1 atm e usamos a relação de que a pressão parcial de cada gás é proporcional ao número de mols desse gás.
Primeiro, calculamos o número total de mols no equilíbrio:
A fração molar de cada gás será:
-
: -
: -
:
Multiplicando pela pressão total, temos as pressões parciais:
Passo 4
Agora, vamos usar a expressão da constante de equilíbrio em termos de pressões parciais:
Substituindo as expressões que encontramos:
Simplificando:
Multiplicando ambos os lados por
:
Expandindo
:
Distribuindo:
Levantando tudo para um lado:
Dividindo ambos os lados por 2,8:
Então:
Passo 5
Com o valor de
encontrado, vamos calcular as pressões parciais:
Resposta
No equilíbrio, as pressões parciais dos gases são aproximadamente: