Num recipiente de 2,0 L de capacidade, encontram-se 1,8 g de H2 O, 2,0 g de H2 e 1,6 g de O2 em equilíbrio em fase gasosa, a 427^circ C. Calcule o valor de Kc para o equilíbrio:
2 H2 O(g) <=ftarrows O2(g)+2 H2(g)

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o problema está pedindo. Temos um recipiente de 2,0 litros com gases em equilíbrio: 1,8 g de H2O, 2,0 g de e 1,6 g de , a uma temperatura de H2. Queremos calcular a constante de equilíbrio O2 para a reação:
427^circC
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de química de equilíbrio, como calcular as concentrações das substâncias em mol/L e aplicar a expressão da constante de equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o número de mols de cada gás presente no recipiente. Lembrando que a fórmula para calcular mols é:
Mols = MassaMassa molar
Vamos calcular para cada gás:
  • H2O:
    • Massa: 1,8 g
    • Massa molar: 18 g/mol
    • Mols: 1,8,g18,g/mol = 0,1,mol
  • H2:
    • Massa: 2,0 g
    • Massa molar: 2 g/mol
    • Mols: 2,0,g2,g/mol = 1,0,mol
  • O2:
    • Massa: 1,6 g
    • Massa molar: 32 g/mol
    • Mols: 1,6,g32,g/mol = 0,05,mol

Passo 3

Agora, vamos calcular as concentrações de cada gás em mol/L, utilizando o volume do recipiente, que é 2,0 L. A fórmula para concentração é:
Concentração = MolsVolume çã
Então temos:
  • H2O:
    • Concentração: 0,1,mol2,0,L = 0,05,mol/L
  • H2:
    • Concentração: 1,0,mol2,0,L = 0,5,mol/L
  • O2:
    • Concentração: 0,05,mol2,0,L = 0,025,mol/L

Passo 4

Agora que temos as concentrações, vamos usar a expressão da constante de equilíbrio Kc para a reação dada. A expressão geral para Kc é:
Kc = [Produtos][Rea>=ntes]
Para a nossa reação específica:
2 H2O <=ftarrows O2 + 2 H2
A expressão fica:
Kc = [O2][H2]^2[H2O]^2

Passo 5

Agora, substituímos as concentrações que calculamos na expressão da Kc:
Kc = (0,025)times(0,5)^2(0,05)^2
Vamos calcular passo a passo:
  1. Calcular [H2]^2: (0,5)^2 = 0,25
  2. Multiplicar pelos produtos: 0,025 times 0,25 = 0,00625
  3. Calcular [H2O]^2: (0,05)^2 = 0,0025
  4. Dividir os resultados: 0,006250,0025 = 2,5

Resposta

O valor da constante de equilíbrio Kc para a reação é 2,5.

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