Para a reação reversível:
a) Qual o valor da constante de equilíbrio em termo de pressões parciais
?
b) Um recipiente de
contém
de
mol de
e
de
, a
. De acordo com o quociente (Q) da reação, o sistema está em equilíbrio?
b) Um recipiente de
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação química reversível:
O conteúdo que vamos usar aqui é de equilíbrio químico, mais especificamente as constantes de equilíbrio
e
. No primeiro item, queremos converter
para
. No segundo, vamos calcular o quociente de reação
para ver se o sistema está em equilíbrio.
Passo 2
Vamos resolver a parte a) primeiro: encontrar o valor de
a partir de
.
A relação entre
e
é dada por:
Onde:
-
é a constante dos gases -
é a temperatura em Kelvin -
é a diferença entre o número de mols de gases nos produtos e reagentes
Passo 3
Primeiro, vamos identificar
:
Na reação:
- Mols de produtos:
- Mols de reagentes:
Então,
Passo 4
Agora, vamos converter a temperatura para Kelvin:
E já temos
.
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Calculando dentro do parênteses:
Então,
Passo 6
Agora, vamos resolver a parte b): verificar se o sistema está em equilíbrio utilizando o quociente de reação
.
Primeiro, precisamos calcular as pressões parciais dos gases no recipiente e então determinar
.
Passo 7
Para encontrar as pressões parciais, usamos a equação dos gases ideais:
Onde:
-
é a pressão -
é a quantidade de mols -
é a constante dos gases -
é a temperatura em Kelvin -
é o volume
Passo 8
Já sabemos que
,
e
.
Vamos calcular as pressões parciais:
Para
:
Para
:
Para
:
Passo 9
Agora, calculamos o quociente de reação
:
Passo 10
Comparamos
com
:
- Se
: a reação tende a formar mais produtos. - Se
: a reação tende a formar mais reagentes. - Se
: o sistema está em equilíbrio.
Aqui, temos
e
.
Resposta
b) Como
é menor que
, o sistema não está em equilíbrio e tende a formar mais produtos (
e
) para alcançar o equilíbrio.