Considere a reação química abaixo:
N2(g)+3 H2(g) xrightarrowFe 2 NH3(g)
Se a pressão total (PT) do sistema foi 3,6 atm e o número de mols dos gases no equilíbrio é n H2=0,01 mol, n N2=0,5 mol e nNH3=0,025 mol qual o valor do Kp para a reação?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química envolvendo nitrogênio ( ), hidrogênio ( ) e amônia ( ). A gente precisa calcular a constante de equilíbrio dessa reação. Para isso, vamos precisar usar conceitos de pressão parcial dos gases e a fórmula da .

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação:
N2(g) + 3,H2(g) xrightarrowFe 2,NH3(g)
Aqui, 1 mol de reage com 3 mols de para formar 2 mols de . Isso nos ajuda a saber as proporções entre as substâncias na reação.

Passo 3

A pressão total do sistema ( Pi = yi times PT ) é de 3,6 atm. Sabemos a quantidade de mols de cada gás no equilíbrio:
Vamos calcular a pressão parcial de cada gás usando a relação:
onde é a fração molar do gás .

Passo 4

Primeiro, calculamos o número total de mols:
ntotal = 0,5 + 0,01 + 0,025 = 0,535,mol
Agora, as frações molares:
yN2 = 0,50,535 approx 0,9346
yH2 = 0,010,535 approx 0,0187
yNH3 = 0,0250,535 approx 0,0467
Então, as pressões parciais:
PN2 = 0,9346 times 3,6 approx 3,366,atm
PH2 = 0,0187 times 3,6 approx 0,0673,atm
PNH3 = 0,0467 times 3,6 approx 0,168,atm

Passo 5

Agora, vamos usar a expressão da constante de equilíbrio Kp = (PNH3)^2PN2 times (PH2)^3 para a reação:
Kp = (0,168)^23,366 times (0,0673)^3 approx 0,02820,00103 approx 27,4
Substituindo os valores das pressões parciais:

Resposta

O valor da constante de equilíbrio para a reação é aproximadamente 27,4.

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