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:
Exercícios relacionados
A constante de equilíbrio, a 400 K , da isomerização do cis-2-vuteno a trans-2-buteno é
. Calcular a energia de Gibbs padrão da reação.
Considere a reação
. A constante de equilíbrio da reação vale 1,8 a
.
b) Num reator de 5 L inicialmente vazio é aquecido 0,7 mole de até
. Calcular o coeficiente de dissociação de
.
b) Num reator de 5 L inicialmente vazio é aquecido 0,7 mole de
Após realização de experimentos à temperatura constante de
, na qual a constante de equilíbrio é alta o suficiente para que a reação inversa possa ser desconsiderada, as seguintes constantes da equação de velocidade foram encontradas:
Uma alimentação constituída de i-octeno e hidrogênio, de
, a
e 3 atm , com
de excesso de hidrogênio em relação à proporção estequiométrica, é utilizada para produção de i-octano em escala industrial em um reator de leito fluidizado. Devido ao processo de fluidização, pode-se considerar que há uma mistura completa do meio reacional. Calcule a massa de catalisador necessária para atingir
de conversão.