A constante de equilíbrio
para a reação
é 0,0396.
a) Se um reator de
é preenchido inicialmente com
de
e
de
, quais serão as concentrações, em mol/L, de
e NO no equilíbrio?
b) Preveja se cada uma das seguintes mudanças tenderá a deslocar o equilíbrio na direção dos reagentes ou produtos.
Remoção de NO:
Adição de
:
Aumento do volume do recipiente:
Adição de um catalisador:
a) Se um reator de
b) Preveja se cada uma das seguintes mudanças tenderá a deslocar o equilíbrio na direção dos reagentes ou produtos.
Remoção de NO:
Adição de
Aumento do volume do recipiente:
Adição de um catalisador:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício de química sobre equilíbrio químico. A gente vai precisar usar o conceito de constante de equilíbrio (
) e entender como as concentrações das substâncias mudam até atingirem o equilíbrio. Vamos resolver as partes a) e b) do exercício.
Passo 2
Parte a)
Primeiro, vamos determinar as concentrações de
,
e
no equilíbrio. A gente vai usar a tabela ICE (Inicial, mudança, Equilíbrio) para isso.
Passo 3
Configuração da tabela ICE:
A reação é:
Passo 4
Agora, vamos usar a expressão da constante de equilíbrio (
):
Substituindo os valores da tabela ICE:
Passo 5
Resolvendo a equação para
:
Tomamos a raiz quadrada de ambos os lados:
Calculando
:
Multiplicando ambos os lados por
:
Somando
aos dois lados:
Dividindo ambos os lados por 2,199:
Passo 6
Agora, substituímos
nas expressões de equilíbrio:
Passo 7
Parte b)
Agora, vamos analisar como determinadas mudanças afetam o equilíbrio usando o princípio de Le Chatelier.
-
Remoção de NO:
- Se a gente remove
, o sistema tenta compensar essa perda. Então, ele vai formar mais , ou seja, desloca o equilíbrio para a direita (produtos).
- Se a gente remove
-
Adição de
: - Ao adicionar mais
, aumenta a concentração dos reagentes. O equilíbrio vai se deslocar para a direita, formando mais .
- Ao adicionar mais
-
Aumento do volume do recipiente:
- Aumentar o volume diminui a pressão. A reação tem 2 mols de gás na frente e 2 na trás, então não há mudança no equilíbrio.
-
Adição de um catalisador:
- Catalisadores aceleram a velocidade de reação sem alterar a posição do equilíbrio. Portanto, não há deslocamento.
Resposta
a)
b)
- Remoção de NO: Desloca para os produtos.
- Adição de
: Desloca para os produtos. - Aumento do volume do recipiente: Nenhuma mudança no equilíbrio.
- Adição de um catalisador: Nenhuma mudança no equilíbrio.
Exercícios relacionados
Uma amostra de gás é aquecida em um cilindro usando 350 kJ de calor. Ao mesmo tempo, um cilindro comprime o gás, usando 650 kJ de trabalho. Qual é a variação de energia interna do gás durante este processo?
Uma amostra de 1 mol de um gás ideal sofre uma expansão isotérmica, a
, de
até
. Calcule o trabalho envolvido em cada processo: a) expansão reversível; b) expansão contra uma pressão externa constante igual a pressão final do gás e c) expansão livre.</br>R.: a)
; b)
; c)
.
Calcule a entalpia da reação para a redução da hidrazina a amônia,
, a partir dos seguintes dados:
Balanceie a equação redox que ocorre em meio básico:
Semirreação de oxidação:
Semirreação de redução:
Reação global:
Reação global: