O metanol é produzido comercialmente pela reação catalisada do monóxido de carbono com o hidrogênio: . Descobre-se que uma mistura em equilíbrio, em um recipiente de , contém de de CO e de a 500 K . Calcule a essa temperatura.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre uma reação química onde o monóxido de carbono (CO) reage com o hidrogênio (H₂) para formar metanol (CH₃OH). O objetivo aqui é calcular a constante de equilíbrio, representada por , a uma temperatura de 500 K. Para isso, vamos usar os valores das quantidades de cada substância presentes no equilíbrio e aplicar alguns conceitos de química de equilíbrio químico.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar quais são as informações que temos:
  • Volume do recipiente: 2,00 L
  • Moles de metanol ( ): 0,0406 mol
  • Moles de monóxido de carbono ( ): 0,170 mol
  • Moles de hidrogênio ( ): 0,302 mol

Passo 3

O próximo passo é calcular as concentrações de cada substância no equilíbrio. A concentração ( ) é dada pela fórmula:
ú
Vamos calcular cada uma:
  • Concentração de :
  • Concentração de :
  • Concentração de :

Passo 4

Agora, vamos lembrar como calcular a constante de equilíbrio ( ). Para a reação:
A expressão de é:
Isso significa que é igual à concentração do produto ( ) dividida pelo produto das concentrações dos reagentes ( e ) elevado aos seus coeficientes estequiométricos.

Passo 5

Vamos substituir as concentrações que calculamos na expressão de :
Primeiro, vamos calcular o denominador:

Passo 6

Agora, dividimos a concentração do produto pela parte do denominador que acabamos de calcular:

Resposta

A constante de equilíbrio ( ) a 500 K é aproximadamente 10,48.

Exercícios relacionados

Escreva as expressões para em relação às seguintes reações. Em cada caso, indique se a reação é homogênea ou heterogênea.
©
Calcule as seguintes quantidades:
© Número de moléculas em mols de .
Considere a reação:
Cada uma das seguintes ações vai aumentar, diminuir ou manter inalterado o rendimento de NO no equilíbrio?
(d) diminuir o volume do recipiente em que a reação ocorre;
(b) Uma vez que a bebida foi aberta, por que ela mantém mais gaseificação quando refrigerado do que à temperatura ambiente?