A obtenção do ferro metálico nas usinas siderúrgicas, a partir da hematita, envolve o equilibrio Fe2 O3(s)+3 CO(g) rightarrow 2 Fe(s)+3 CO2(g). Sabendo-se que o valor de Kc=1,33 times 10^3, sob determinada temperatura, Haverá a formação de mais produtos se for misturado 2,2 mol / L de CO e 4,3 mol / L de CO2, em recipiente fechado na mesma temperatura.

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que o enunciado tá pedindo. A gente tem uma reação química que acontece nas usinas siderúrgicas para transformar hematita em ferro metálico. A reação é assim:
Fe2O3(s) + 3,CO(g) rightarrow 2,Fe(s) + 3,CO2(g)
A gente sabe que a constante de equilíbrio ( Kc) dessa reação é 1,33 times 10^3 em uma certa temperatura. O exercício pergunta se, ao misturar 2,2,mol/L de monóxido de carbono ( CO) e 4,3,mol/L de dióxido de carbono ( CO2) em um recipiente fechado nessa temperatura, vai ter formação de mais produtos (ou seja, mais ferro metálico sendo formado).

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar o que é a constante de equilíbrio ( Kc). Ela nos diz a relação entre as concentrações dos produtos e reagentes quando a reação está em equilíbrio. A fórmula geral para Kc para a nossa reação é:
Kc = [CO2]^3[CO]^3
Note que não colocamos os sólidos ( Fe2O3 e Fe) na expressão, porque eles não mudam de concentração durante a reação e não afetam o equilíbrio.

Passo 3

Agora, vamos calcular o quociente de reação ( Qc), que é basicamente igual à fórmula do Kc, mas com as concentrações iniciais dos reagentes e produtos antes de atingir o equilíbrio.
As concentrações dadas são:
  • [CO] = 2,2,mol/L
  • [CO2] = 4,3,mol/L
Então,
Qc = [CO2]^3[CO]^3 = (4,3)^3(2,2)^3

Passo 4

Vamos calcular esses valores:
(4,3)^3 = 4,3 times 4,3 times 4,3 = 79,507
(2,2)^3 = 2,2 times 2,2 times 2,2 = 10,648
Então,
Qc = 79,50710,648 approx 7,46

Passo 5

Agora que temos o Qc approx 7,46, vamos comparar com o Kc = 1,33 times 10^3 = 1330.
  • Se Qc < Kc: a reação vai para a direita (mais produtos são formados).
  • Se Qc > Kc: a reação vai para a esquerda (mais reagentes são formados).
  • Se Qc = Kc: a reação está em equilíbrio.
No nosso caso,
7,46 < 1330

Resposta

Como Qc é menor que Kc, a reação vai se deslocar para a direita, formando mais produtos (mais ferro metálico) no recipiente.

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