Uma mistura de 1,37 g de H2 e 70,31 g de Br2 é aquecida em um recipiente de 2 L a 700 k . Essas substâncias reagem como segue: H2(g)+Br2(g) 2 HBr(g). Encontra-se que no equilíbrio o recipiente contém 0,566 g de H2. Dada a massa molecular de Br2=159,8 g / mol.
a) Calcule as pressões parciais no equilibrio de H2, Br2 e HBr .
b) Calcule Kp e explique o que significa o resultado obtido em relação ao rendimento da reação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos apresenta uma mistura de hidrogênio ( H2) e bromo ( Br2) que reagem para formar brometo de hidrogênio ( HBr). A matéria que estamos lidando aqui envolve estequiometria das reações químicas e o conceito de pressão parcial em equilíbrio químico. Para resolver isso, vamos precisar usar a lei dos gases ideais e as relações de equilíbrio químico.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (em mol) de cada reagente inicialmente presente na mistura. Sabemos que a massa molecular do H2 é aproximadamente 2,016 g/mol.
nH2^inicial = 1,37 g2,016 g/mol approx 0,679 mol

Passo 3

Para o Br2, com massa molecular de 159,8 g/mol:
nBr2^inicial = 70,31 g159,8 g/mol approx 0,440 mol

Passo 4

Agora, vamos analisar a reação:
H2 + Br2 2 HBr
No equilíbrio, sabemos que ainda restam 0,566 g de H2. Vamos converter essa massa em mol:
nH2^equilíbrio = 0,566 g2,016 g/mol approx 0,281 mol í

Passo 5

A quantidade de H2 que reagiu é a diferença entre o inicial e o de equilíbrio:
De
Pela estequiometria da reação, para cada mol de H2 que reage, também reage 1 mol de Br2 e são formados 2 mols de HBr. Então:
De
nHBr = 2 times 0,398 mol = 0,796 mol

Passo 6

Agora, vamos calcular as quantidades de cada espécie no equilíbrio:
nBr2^equilíbrio = 0,440 mol - 0,398 mol = 0,042 mol í
nHBr^equilíbrio = 0,796 mol í

Passo 7

A pressão parcial de cada gás pode ser calculada usando a lei dos gases ideais:
P = nRTV
Onde:
  • R = 0,0821 L cdot atm/mol cdot K
  • T = 700 K
  • V = 2 L
Vamos calcular cada pressão parcial:
Para H2:
PH2 = 0,281 mol times 0,0821 L cdot atm/mol cdot K times 700 K2 L approx 8,05 atm
Para Br2:
PBr2 = 0,042 mol times 0,0821 L cdot atm/mol cdot K times 700 K2 L approx 1,21 atm
Para HBr:
PHBr = 0,796 mol times 0,0821 L cdot atm/mol cdot K times 700 K2 L approx 22,86 atm

Resposta

a) As pressões parciais no equilíbrio são:
PH2 approx 8,05 atm, PBr2 approx 1,21 atm, PHBr approx 22,86 atm

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