Para o equilíbrio 2 SO3(g) <=ftarrows 2 SO2(g)+O2(g) o valor da constante de equilíbrio Kc é 4,8 times 10^-3 a 700 ^circ C. Se, no recipiente, as concentrações das três substâncias acima são: [SO3]=0,60 mol / L,[SO2]=0,15 mol / L e [O2]=0,025 mol / L, de que maneira estas concentrações mudarão, à medida que o sistema se aproxima do equilíbrio, se a temperatura for mantida a 700^circ C?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação de equilíbrio químico:
2 SO3(g) <=ftarrows 2 SO2(g) + O2(g)
A constante de equilíbrio a 700°C é . As concentrações iniciais são:
Queremos saber como essas concentrações vão mudar à medida que o sistema se aproxima do equilíbrio, mantendo a temperatura de 700°C. Para resolver isso, vamos usar o conceito de constante de equilíbrio e o princípio de Le Chatelier.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o valor da constante de reação Qc = [SO2]^2 [O2][SO3]^2 com as concentrações iniciais para comparar com Qc = (0,15)^2 times 0,025(0,60)^2 . A expressão de Qc = 0,0225 times 0,0250,36 para a reação é:
Qc = 0,00056250,36
Substituindo os valores:
Qc approx 1,5625 times 10^-3

Passo 3

Agora, comparamos Qc approx 1,5625 times 10^-3 < Kc = 4,8 times 10^-3 com :
  • Se , a reação vai seguir para a direita, ou seja, formar mais produtos.
  • Se , a reação vai seguir para a esquerda, formando mais reagentes.
  • Se , o sistema já está em equilíbrio.
No nosso caso:
Isso significa que a reação vai se deslocar para a direita para alcançar o equilíbrio.

Passo 4

Ao se deslocar para a direita, mais e serão formados, e será consumido. Vamos definir a mudança nas concentrações como :
  • diminui (porque o coeficiente de é 2)
  • aumenta (coeficiente de 2)
  • aumenta (coeficiente de 1)
Então, as novas concentrações serão:

Passo 5

Substituímos essas expressões na equação de equilíbrio Kc = (0,15 + 2x)^2 (0,025 + x)(0,60 - 2x)^2 = 4,8 times 10^-3 :
Agora, resolvemos essa equação para encontrar o valor de . Isso geralmente envolve resolver uma equação polinomial, o que pode ser complexo, mas assumindo que é pequeno comparado com as concentrações iniciais, podemos simplificar.

Passo 6

Assumindo que Kc approx (0,15)^2 times 0,025(0,60)^2 = 1,5625 times 10^-3 é pequeno:
Substituindo na expressão de :
Mas já vimos que , que é menor que . Isso confirma que precisa ser ajustado para maior precisão, mas para simplificar, vamos aceitar que as concentrações irão se ajustar ligeiramente aumentando e e diminuindo até que atinja .

Resposta

À medida que o sistema se aproxima do equilíbrio a 700°C, a concentração de diminuirá, enquanto as concentrações de e aumentarão até que a constante de equilíbrio seja alcançada.

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