Uma mistura de reação que consiste de 0,40 mol de H2(g) e 1,60 mol de I2(g) foi preparada em um frasco de 3,0 L e aquecida. No equilíbrio, 70 % do gás hidrogênio reagiram. Considerando que a pressão total é de 1,0 atm, qual é a constante de equilíbrio da referida reação: H2(g)+I2(g) rightarrow 2 HI(g). R : : Kp=1 , 9 8.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o enunciado está nos dizendo. Temos uma reação entre hidrogênio ( H2) e iodo ( I2) formando HI. Começamos com 0,40 mol de H2 e 1,60 mol de em um frasco de 3,0 L. Quando a reação atinge o equilíbrio, 70% do I2 reagiu. A pressão total no equilíbrio é de 1,0 atm. Nosso objetivo é encontrar a constante de equilíbrio ( H2) dessa reação.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de equilíbrio químico, como as variações nas concentrações dos reagentes e produtos, além de aplicar a expressão da constante de equilíbrio em termos de pressões parciais.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de H2 reagiram. Sabemos que 70% de 0,40 mol reagiram:
Mols de H2 que reagiram = 0,40 , mol times 0,70 = 0,28 , mol

Passo 3

Como a reação é H2 + I2 rightarrow 2 HI, para cada mol de H2 que reage, 1 mol de I2 também reage e 2 mols de HI são formados. Portanto:
  • Mols de I2 que reagiram: 0,28 mol
  • Mols de HI formados: 0,28 , mol times 2 = 0,56 , mol

Passo 4

Agora, vamos determinar a quantidade de mols de cada substância no equilíbrio:
  • Mols de H2 restantes: 0,40 , mol - 0,28 , mol = 0,12 , mol
  • Mols de I2 restantes: 1,60 , mol - 0,28 , mol = 1,32 , mol
  • Mols de HI no equilíbrio: 0 + 0,56 , mol = 0,56 , mol

Passo 5

Agora calculamos as pressões parciais de cada gás no equilíbrio usando a fórmula:
Pi = niV times RT
Como a temperatura e a constante dos gases ( R) não são fornecidas, podemos usar a relação de pressões parciais com a pressão total. Sabemos que a pressão total ( Ptotal) é de 1,0 atm e:
Ptotal = PH2 + PI2 + PHI
Calculamos as frações molares:
Total de mols no equilíbrio = 0,12 + 1,32 + 0,56 = 2,00 , mol í
Então:
PH2 = 0,122,00 times 1,0 , atm = 0,06 , atm
PI2 = 1,322,00 times 1,0 , atm = 0,66 , atm
PHI = 0,562,00 times 1,0 , atm = 0,28 , atm

Passo 6

Agora, usamos a expressão da constante de equilíbrio Kp para a reação:
Kp = (PHI)^2PH2 times PI2
Substituindo os valores calculados:
Kp = (0,28)^20,06 times 0,66 = 0,07840,0396 approx 1,98

Resposta

A constante de equilíbrio Kp é aproximadamente 1,98.

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