Na reação a 2000 °C a reação O2 + N2 → 2NO a mesma reage numa extensão de 10%. Numa mistura equimolar de O2 e N2 colocada para reagir num recipiente de 1 Litro, qual será o valor da constante de equilíbrio dessa reação?

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos a reação química:
O2 + N2 2NO
A reação ocorre a 2000 °C e reage numa extensão de 10%. Isso significa que apenas 10% dos reagentes (O₂ e N₂) se transformam em produtos (NO). Temos uma mistura equimolar de O₂ e N₂ em um recipiente de 1 litro. Nosso objetivo é encontrar o valor da constante de equilíbrio dessa reação.
Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de equilíbrio químico e como calcular a constante de equilíbrio (K) usando as concentrações dos reagentes e produtos no equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos supor que a mistura inicial seja equimolar. Isso quer dizer que as concentrações iniciais de O₂ e N₂ são iguais. Como o volume do recipiente é de 1 litro, podemos assumir que temos 1 mol de O₂ e 1 mol de N₂ inicialmente.
Concentração inicial:
[O2]0 = 1, mol/L
[N2]0 = 1, mol/L
[NO]0 = 0, mol/L

Passo 3

Agora, a reação ocorre com uma extensão de 10%. Isso significa que 10% dos reagentes iniciais reagem para formar produtos.
Quantidade reagida:
Extensão = 10% Rightarrow 0,10 ã
Quantidade de O₂ e N₂ que reage:
De
Quantidade de NO formado:
De

Passo 4

Vamos agora calcular as concentrações no equilíbrio.
Concentração de O₂ no equilíbrio:
[O2]eq = [O2]0 - De
Concentração de N₂ no equilíbrio:
[N2]eq = [N2]0 - De
Concentração de NO no equilíbrio:
[NO]eq = [NO]0 + De

Passo 5

Agora, vamos usar a expressão da constante de equilíbrio (K) para a reação:
K = [NO]^2[O2][N2]
Substituindo as concentrações no equilíbrio:
K = (0,20)^2(0,90)(0,90) = 0,040,81 approx 0,0494

Resposta

O valor da constante de equilíbrio para a reação é aproximadamente 0,0494.

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