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.

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:
Kp
Substituindo as pressões que encontramos:
Kp = PCO₂ times PH₂PCO times PH₂O

Resposta

b) $ K_p = 0,25 , atm^{-2} $.

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