Uma mistura de
de
de
e
de
é colocada em um recipiente de
. O seguinte equilíbrio a
:
No equilíbrio
atm. Calcule as pressões parciais de
e
. Calcule a Keq para a reação.
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo! Temos uma mistura de gases contendo dióxido de carbono (
), hidrogênio (
) e água (
) dentro de um recipiente de
. A reação em equilíbrio a
é:
No equilíbrio, a pressão parcial da água (
) é
atm. O que precisamos encontrar são:
- As pressões parciais de
, e no equilíbrio. - A constante de equilíbrio (
) para essa reação.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de pressão parcial, leis dos gases e o princípio do equilíbrio químico. Vamos passo a passo!
Passo 2
Primeiro, vamos calcular as pressões parciais iniciais de cada gás usando a fórmula da pressão parcial:
Onde:
-
é a pressão parcial, -
é a quantidade de mols, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura ( ), -
é o volume ( ).
Vamos calcular para cada gás:
Para
:
Para
:
Para
:
Mas atenção! A água (
) já está no equilíbrio com pressão parcial
atm, então vamos ajustar isso no próximo passo.
Passo 3
Agora, vamos montar uma tabela de variações para acompanhar o que acontece durante a reação de equilíbrio. A tabela ajuda a visualizar como as pressões parciais vão mudar.
Gás | Inicial (atm) | Variação (atm) | Equilíbrio (atm) |
---|---|---|---|
|
4,105 |
|
|
|
2,0525 |
|
|
|
0 |
|
|
|
3,284 |
|
|
Aqui,
representa a mudança na pressão parcial devido à reação que ocorre para atingir o equilíbrio.
Passo 4
Sabemos que no equilíbrio, a pressão parcial da água é
atm. Vamos usar isso para encontrar o valor de
.
De acordo com a tabela:
Resolvendo para
:
Então,
.
Passo 5
Agora que sabemos o valor de
, podemos calcular as pressões parciais de todos os gases no equilíbrio usando a tabela de variações.
Para
:
Para
:
Para
:
Portanto, as pressões parciais no equilíbrio são aproximadamente:
-
: -
: -
:
Passo 6
Finalmente, vamos calcular a constante de equilíbrio (
) para a reação dada. A expressão de
para a reação:
é:
Substituindo as pressões parciais que calculamos:
Vamos resolver:
Resposta
As pressões parciais no equilíbrio são:
-
: -
: -
:
A constante de equilíbrio para a reação é
.