Considere a seguinte reação em fase gasosa: CO(g) + H2O(g)↔CO2(g) + H2(g) A reação é iniciada colocando-se CO(g) em contato com vapor d’água a uma dada temperatura, em quantidades tais que suas pressões parciais eram 0,90 atm cada uma. Quando o equilíbrio foi alcançado após certo tempo, a pressão parcial de CO(g) mediu 0,60 atm. Determine a constante de equilíbrio (Kp) para essa reação:
a)Kp = 3,60 atm-1.
b)Kp = 0,25 atm-2.
c)Kp = 4,00.
d)Kp = 4,00 atm-2.
e)Kp = 0,25.
a)Kp = 3,60 atm-1.
b)Kp = 0,25 atm-2.
c)Kp = 4,00.
d)Kp = 4,00 atm-2.
e)Kp = 0,25.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre equilíbrio químico! A gente tem uma reação gasosa onde o monóxido de carbono (CO) reage com vapor d’água (H₂O) formando dióxido de carbono (CO₂) e hidrogênio (H₂). A gente precisa encontrar a constante de equilíbrio (Kp) dessa reação usando as informações das pressões parciais dos gases.
Passo 2
Primeiro, vamos anotar as pressões parciais iniciais e as finais dos gases. No começo, tanto CO quanto H₂O têm pressão parcial de 0,90 atm cada. Quando o sistema atinge o equilíbrio, a pressão parcial de CO cai para 0,60 atm. Vamos usar isso para descobrir as mudanças nas pressões e encontrar a Kp.
Passo 3
Vamos criar uma tabela para organizar as pressões:
Gás | Inicial (atm) | Mudança (atm) | Equilíbrio (atm) |
---|---|---|---|
CO | 0,90 | -x | 0,60 |
H₂O | 0,90 | -x | 0,60 |
CO₂ | 0 | +x | x |
H₂ | 0 | +x | x |
Como a pressão de CO diminuiu de 0,90 para 0,60 atm, a mudança x é 0,30 atm.
Passo 4
Agora, substituímos x na tabela para encontrar as pressões de todos os gases no equilíbrio:
Gás | Equilíbrio (atm) |
---|---|
CO | 0,60 |
H₂O | 0,60 |
CO₂ | 0,30 |
H₂ | 0,30 |
Passo 5
A constante de equilíbrio $ K_p $ é calculada usando a fórmula:
Substituindo as pressões que encontramos:
Resposta
b) $ K_p = 0,25 , atm^{-2} $.