Considere o seguinte equilibrio entre os óxidos de nitrogênio:
(a) A constante de equilíbrio aumentará ou diminuirá com o aumento da temperatura? Justifique sua resposta. (b) A temperatura constante, como uma variação no volume do recipiente afetaria a fração de produtos na mistura em equilíbrio?
Teórica
Teórica
Passo 1
Vamos dar uma olhada no enunciado do exercício. Temos um equilíbrio químico entre óxidos de nitrogênio representado por:
Conteúdo da matéria: Este exercício envolve Termodinâmica Química, especificamente Equilíbrios Químicos e como eles são afetados por variações de temperatura e volume.
O que vamos precisar: Conhecer o conceito de constante de equilíbrio (
), o princípio de Le Chatelier e entender como mudanças de temperatura e volume influenciam o equilíbrio químico.
Passo 2
Vamos começar respondendo a parte (a) do exercício:
Parte (a): A constante de equilíbrio aumentará ou diminuirá com o aumento da temperatura? Justifique sua resposta.
Primeiro, precisamos lembrar que a constante de equilíbrio (
) depende da temperatura. A relação entre
e T pode ser entendida através da Equação de Van 't Hoff, que relaciona a variação de
com a temperatura.
Passo 3
Sabemos que a reação tem
, ou seja, é endotérmica. Para reações endotérmicas, aumentando a temperatura, o equilíbrio tende a se deslocar para os produtos para absorver o calor adicional.
De acordo com o Princípio de Le Chatelier, se adicionarmos calor a uma reação endotérmica, o sistema ajusta-se de modo a consumir o excesso de calor, deslocando o equilíbrio para a direita (produtos).
Passo 4
Quando o equilíbrio se desloca para os produtos com o aumento da temperatura em uma reação endotérmica, a constante de equilíbrio (
) aumenta. Isso ocorre porque a concentração dos produtos aumenta em relação aos reagentes.
Passo 5
Agora, vamos para a parte (b):
Parte (b): A temperatura constante, como uma variação no volume do recipiente afetaria a fração de produtos na mistura em equilíbrio?
Aqui, mantemos a temperatura constante e variamos o volume do recipiente. Precisamos entender como essa mudança afeta o equilíbrio.
Passo 6
A alteração do volume afeta a pressão do sistema. Segundo o Princípio de Le Chatelier, se diminuirmos o volume (aumentando a pressão), o equilíbrio se desloca para o lado com menos moles de gás. Se aumentarmos o volume (diminuindo a pressão), o equilíbrio se desloca para o lado com mais moles de gás.
Passo 7
Analisando a reação:
No lado dos reagentes, temos 1 + 1 = 2 moles de gás. No lado dos produtos, temos 3 moles de gás.
Passo 8
Assim, se aumentarmos o volume do recipiente (diminuindo a pressão), o equilíbrio se desloca para o lado com mais moles de gás, ou seja, para os produtos. Isso aumenta a fração de produtos na mistura.
Resposta
(a) A constante de equilíbrio (
) aumenta com o aumento da temperatura, pois a reação é endotérmica e o sistema favorece a formação de produtos para absorver o calor adicional.
(b) Mantendo a temperatura constante, aumentar o volume do recipiente faz com que a fração de produtos na mistura em equilíbrio aumente, já que o equilíbrio se desloca para o lado com mais moles de gás.
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A constante de equilibrio para a reação
é
a
. (a) Calcule
para a reação
. (b) Calcule
para a reação
Dê um exemplo de cada um dos seguintes tipos de força intermolecular: interação dipolo-dipolo, interação dipolo-dipolo induzido, interação íon-dipolo, forças de dispersão de London.
Teórica
Teórica
Uma solução de ácido fenilacético
de concentração
tem pH igual a 2,68 . Calcule o valor de
para este ácido.
Para a reação
a
. Suponha que
de IBr em um frasco de
atinja o equilibrio a
. Quais são as pressões parciais de
e
no equilíbrio?