(PUC-RS) Um equilíbrio envolvido na formação da chuva ácida está representado pela equação:
2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g)
Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6 mols de dióxido de enxofre e 5 mols de oxigênio. Depois de algum tempo, o sistema atingiu o equilíbrio; o número de mols de trióxido de enxofre medido foi 4. O valor aproximado da constante de equilíbrio é:
a) 0,53
b) 0,66
c) 0,75
d) 1,33
e) 2,33
2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g)
Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6 mols de dióxido de enxofre e 5 mols de oxigênio. Depois de algum tempo, o sistema atingiu o equilíbrio; o número de mols de trióxido de enxofre medido foi 4. O valor aproximado da constante de equilíbrio é:
b) 0,66
c) 0,75
d) 1,33
e) 2,33
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente está lidando com equilíbrio químico, especificamente com a reação que forma chuva ácida:
O que a gente precisa fazer é descobrir o valor da constante de equilíbrio dessa reação com base nas quantidades de reagentes e produtos no equilíbrio. Para isso, vamos usar algumas ferramentas da química, como a tabela ICE (Inicial, Mudança, Equilíbrio) e a fórmula da constante de equilíbrio.
Passo 2
Vamos começar identificando as quantidades iniciais de cada substância no recipiente:
- Dióxido de enxofre (SO₂): 6 mols
- Oxigênio (O₂): 5 mols
- Trióxido de enxofre (SO₃): 0 mols (não tem no início)
O recipiente tem 1 litro, então as concentrações iniciais são iguais aos números de mols.
Passo 3
Sabemos que no equilíbrio foram formados 4 mols de SO₃. Vamos chamar essa quantidade de “x”. Pela equação balanceada, para cada 2 mols de SO₃ formados, consomemos 2 mols de SO₂ e 1 mol de O₂. Então:
- Mudança em SO₃: +4 mols
- Mudança em SO₂: -4 mols (porque para cada 2 mols de SO₃, perde-se 2 mols de SO₂)
- Mudança em O₂: -2 mols (porque para cada 2 mols de SO₃, perde-se 1 mol de O₂)
Passo 4
Agora, vamos calcular as concentrações no equilíbrio:
- SO₂ no equilíbrio: 6 mols - 4 mols = 2 mols
- O₂ no equilíbrio: 5 mols - 2 mols = 3 mols
- SO₃ no equilíbrio: 0 mols + 4 mols = 4 mols
Como o volume é 1 litro, as concentrações são iguais aos números de mols:
Passo 5
Vamos lembrar a fórmula da constante de equilíbrio (Kc) para a reação:
A expressão de $ K_c $ é:
Isso porque, na expressão de $ K_c $, cada concentração é elevada ao seu coeficiente estequiométrico da reação.
Passo 6
Agora é só substituir as concentrações encontradas na fórmula:
Resposta
O valor aproximado da constante de equilíbrio é 1,33, que corresponde à opção d).