Suponha que um recipiente de reação nessa temperatura contenha estes três gases nas seguintes concentrações:
.
(a) Calcule o quociente de reação e use-o para determinar se o sistema está em estado de equilíbrio.
(b) Se o sistema não está em equilíbrio, em que direção a reação prosseguirá até atingir o equilíbrio?
(a) Calcule o quociente de reação e use-o para determinar se o sistema está em estado de equilíbrio.
(b) Se o sistema não está em equilíbrio, em que direção a reação prosseguirá até atingir o equilíbrio?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química envolvendo gases:
,
e
. O que a gente precisa fazer aqui é calcular o quociente de reação
para ver se o sistema está em equilíbrio ou não. Para isso, vamos usar as concentrações dadas de cada gás.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como calcular o quociente de reação
. Ele é parecido com a constante de equilíbrio
, mas ao invés de usar concentrações no equilíbrio, usamos as concentrações iniciais ou as que são dadas no problema. A fórmula para
na reação:
é:
Passo 3
Agora, vamos substituir as concentrações fornecidas na fórmula:
Então:
Passo 4
Vamos calcular o denominador primeiro:
Agora, dividimos:
Arredondando,
.
Passo 5
Para determinar se o sistema está em equilíbrio, comparamos
com a constante de equilíbrio
. Infelizmente, o valor de
não foi dado no enunciado, mas vamos supor que conhecemos esse valor. Se
, a reação tende a formar mais produtos; se
, tende a formar mais reagentes; e se
, está em equilíbrio.
Passo 6
Mas como o problema pede para determinar se está em equilíbrio, vamos assumir que
seja diferente de
. Portanto, com base no valor calculado de
, podemos dizer que o sistema não está em equilíbrio se
for diferente de
.
Resposta
(a) O quociente de reação é
.
(b) Como difere de
, a reação não está em equilíbrio e irá se deslocar na direção que iguala
a
. Dependendo se
ou
, a reação formará mais reagentes ou mais produtos, respectivamente, até atingir o equilíbrio.
(b) Como