A constante de equilíbrio
para a reação
é 0,00463 a
.
Se um reator de
é preenchido inicialmente com
de
puro, quais serão as concentrações, em mol/L, de
e CO no equilíbrio?
Se um reator de
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente está lidando com equilíbrio químico, um conceito fundamental na química que mostra como as concentrações das substâncias envolvidas numa reação se equilibram quando a reação atinge um estado estável. Para isso, vamos precisar usar a constante de equilíbrio (
), que nos ajuda a entender a proporção das concentrações dos produtos e reagentes no equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as substâncias envolvidas na reação:
Temos:
- Reagente:
- Produtos:
e
Inicialmente, temos 0,1 mol de
em um reator de 1,0 L, o que significa que a concentração inicial de
é:
E as concentrações iniciais de
e
são 0 mol/L, pois ainda não foram formados.
Passo 3
Vamos usar uma tabela chamada ICE (Initial, Change, Equilibrium) para organizar as informações:
Substância | Inicial (M) | Mudança (M) | Equilíbrio (M) |
---|---|---|---|
|
0,1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
Aqui,
representa a quantidade de
que reage até atingir o equilíbrio, formando
e
.
Passo 4
Agora, vamos expressar as concentrações no equilíbrio em termos de
:
Passo 5
A constante de equilíbrio (
) para a reação é dada por:
Substituindo as concentrações que expressamos em termos de
:
Passo 6
Agora, vamos resolver a equação para encontrar
:
Multiplicando ambos os lados por
:
Distribuindo o
:
Rearranjando a equação:
Agora, temos uma equação quadrática na forma
. Podemos resolver usando a fórmula de Bhaskara:
Onde:
Calculando o discriminante (
):
Então:
Considerando apenas a solução positiva (pois concentrações não podem ser negativas):
Resposta
As concentrações no equilíbrio são:
Arredondando para três casas decimais:
Exercícios relacionados
Forneça a lei da velocidade que corresponde a cada um dos mecanismos sugeridos a seguir:
Mecanismo 1 - Etapa 1:
Mecanismo 2 -Etapa 1 (lenta):
Etapa 2 (rápida):
Mecanismo 1 - Etapa 1:
Mecanismo 2 -Etapa 1 (lenta):
Etapa 2 (rápida):
Mecanismo 1:
Mecanismo 2:
O que aconteceria à velocidade da reação se a concentração de NO fosse triplicada?
Sabendo que o aumento da temperatura favoreceu a decomposição do
, diga se a reação
é endotérmica ou exotérmica.
Preveja se cada uma das seguintes mudanças tenderá a deslocar o equilíbrio na direção dos reagentes ou produtos.
Remoção de CO:
Adição de :
Aumento do volume do recipiente:
Adição de um catalisador:
Remoção de CO:
Adição de
Aumento do volume do recipiente:
Adição de um catalisador: