(b) Se 0,600 mol de
e 0,200 mol de
são misturados em um recipiente de 2,00 litros e deixados atingir o equilíbrio, quais são as concentrações de equilíbrio de todas as espécies?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão nos apresenta uma reação química onde A + B se transformam em C + D. Começamos entendendo que temos 0,600 mol de A e 0,200 mol de B misturados em um recipiente de 2,00 litros. Nosso objetivo é descobrir as concentrações de equilíbrio de todas as espécies envolvidas quando a reação parar. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de equilíbrio químico e concentração molar.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular as concentrações iniciais das substâncias A e B. A concentração molar (
) é dada pela fórmula:
Então, para A:
E para B:
Inicialmente, como ainda não formamos C e D, as concentrações de C e D são zero.
Passo 3
Agora, vamos considerar o quanto das substâncias A e B vão reagir para formar C e D até atingir o equilíbrio. Vamos chamar essa quantidade de
. Assim, as concentrações no equilíbrio ficam:
Essa é uma forma padrão de representar as mudanças nas concentrações durante a reação.
Passo 4
Para encontrar o valor de
, precisamos usar a constante de equilíbrio (
) da reação. A expressão da constante de equilíbrio para a reação
é:
Substituindo as concentrações de equilíbrio que expressamos em termos de
:
Para resolver essa equação e encontrar o valor de
, precisaríamos conhecer o valor de
. Com
conhecido, podemos então determinar as concentrações de todas as espécies no equilíbrio.
Resposta
As concentrações de equilíbrio são:
Onde
é determinado pela equação de equilíbrio: