Uma mistura de reação que consiste de
e
foi preparada em um frasco de
e aquecida. No equilíbrio,
do gás hidrogênio reagiram. Considerando que a pressão total é de 1,0 atm, qual é a constante de equilíbrio da referida reação:
.
.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o enunciado está nos dizendo. Temos uma reação entre hidrogênio (
) e iodo (
) formando HI. Começamos com 0,40 mol de
e 1,60 mol de em um frasco de 3,0 L. Quando a reação atinge o equilíbrio, 70% do
reagiu. A pressão total no equilíbrio é de 1,0 atm. Nosso objetivo é encontrar a constante de equilíbrio (
) 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
reagiram. Sabemos que 70% de 0,40 mol reagiram:
Passo 3
Como a reação é
, para cada mol de
que reage, 1 mol de
também reage e 2 mols de
são formados. Portanto:
- Mols de
que reagiram: 0,28 mol - Mols de
formados:
Passo 4
Agora, vamos determinar a quantidade de mols de cada substância no equilíbrio:
- Mols de
restantes: - Mols de
restantes: - Mols de
no equilíbrio:
Passo 5
Agora calculamos as pressões parciais de cada gás no equilíbrio usando a fórmula:
Como a temperatura e a constante dos gases (
) não são fornecidas, podemos usar a relação de pressões parciais com a pressão total. Sabemos que a pressão total (
) é de 1,0 atm e:
Calculamos as frações molares:
Então:
Passo 6
Agora, usamos a expressão da constante de equilíbrio
para a reação:
Substituindo os valores calculados:
Resposta
A constante de equilíbrio
é aproximadamente
.