Para o equilíbrio
o valor da constante de equilíbrio Kc é
a
. Se, no recipiente, as concentrações das três substâncias acima são:
e
, de que maneira estas concentrações mudarão, à medida que o sistema se aproxima do equilíbrio, se a temperatura for mantida a
?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação de equilíbrio químico:
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
com as concentrações iniciais para comparar com
. A expressão de
para a reação é:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, comparamos
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
:
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
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.
Exercícios relacionados
O equilíbrio entre a hemoglobina, Hm, o monóxido de carbono,
, e o oxigênio,
, pode ser representado pela equação:
(g) sendo a constante de equilíbrio,
. Estima-se que os pulmões de um fumante sejam expostos a uma concentração de monóxido de carbono,
, igual a
e de oxigênio,
, igual a
. Nesse caso, qual a razão entre a concentração de hemoglobina ligada ao monóxido de carbono, [Hm
CO], e a concentração de hemoglobina ligado ao oxigênio,
?
Considere a reação
Admita que o sistema está em equilíbrio. O que ocorrerá ao número de mols de
no recipiente se: a) for adicionado $\mathrm{O}{2}(\mathrm{~g}). b) for adicionado $\mathrm{C}{2}(\mathrm{~g}). c) for retirado $\mathrm{HC} \ell(\mathrm{g}). d) o volume do recipiente for diminuído. e) a temperatura for diminuída.
A obtenção do ferro metálico nas usinas siderúrgicas, a partir da hematita, envolve o equilíbrio
(s)
(g) a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio dessa reação em função das concentrações. b) Sabendo-se que o valor de Kc
, sob determinada temperatura T , indique as substâncias predominantes no equilíbrio nessa temperatura. c) Pode-se dizer que a adição de um catalisador aumenta o valor da constante de equilíbrio porque aumenta a velocidade da reação direta? Justifique.
3,4 g de
(g) são aquecidos a
num recipiente indeformável de
de capacidade. Estabelecido o equilíbrio, verifica-se que pressão total no sistema é igual a 21,2 atm. Calcule a porcentagem de dissociação térmica do
, nas condições acima. Equação de dissociação:
Massa molar do