Dada a reação abaixo a 25^circ C,
ccc N2(g) & +underset6,03 H2(g) rightarrow underset2,02 NH3(g) Nmol^2
Calcular a extensão da reação química dos componentes da mistura gasosa. ^25

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem uma reação química que acontece a 25°C:
N2(g) + 3 H2(g) rightarrow 2 NH3(g)
O exercício pede para calcular a extensão da reação química dos componentes dessa mistura gasosa. Ou seja, precisamos descobrir quanto da reação ocorreu a partir dos dados iniciais dos reagentes e produtos. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre estequiometria e a definição de extensão da reação. Vamos por partes!

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é extensão da reação, geralmente representada pela letra ξ (xi). Ela nos diz quanto a reação avançou a partir do início até um certo ponto. Basicamente, é uma medida de quantos mols reagiram ou foram formados.

Passo 3

Vamos listar os dados que temos:
  • Reagentes:
    • N2: não está claro o valor inicial, mas vamos assumir que é zero a menos que especificado.
    • H2: 6,0 mol
  • Produtos:
    • NH3: 2,0 mol
Parece que a reação começou com 6,0 mol de H2 e já tem 2,0 mol de NH3 formado.

Passo 4

Agora, vamos usar a estequiometria da reação para relacionar a extensão ξ com as quantidades de cada substância.
A reação é:
N2 + 3 H2 rightarrow 2 NH3
Isso significa que para cada 1 mol de N2 que reage, 3 mols de H2 são consumidos e 2 mols de NH3 são formados.

Passo 5

Vamos supor que a extensão da reação seja ξ mol. Então:
  • A quantidade de N2 consumida será ξ mol.
  • A quantidade de H2 consumida será mol.
  • A quantidade de NH3 formada será mol.

Passo 6

Agora, vamos expressar as quantidades em equilíbrio:
  • N2: inicial - consumido = N2eq = N2inicial - ξ
  • H2: inicial - consumido = H2eq = 6,0 - 3ξ
  • NH3: inicial + formado = NH3eq = 2,0 + 2ξ

Passo 7

No entanto, para resolvermos o valor de ξ, precisamos de mais informações, como a concentração ou pressão dos gases em equilíbrio ou a constante de equilíbrio da reação. Sem esses dados, não conseguimos determinar um valor numérico específico para a extensão da reação.

Resposta

Com as informações fornecidas, não é possível calcular numericamente a extensão da reação. Seriam necessários dados adicionais sobre as condições de equilíbrio, como concentrações, pressões ou a constante de equilíbrio da reação.

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