Num recipiente fechado, mantido a 727^circ C, tem-se 2,5 M de NH3 ; 1,3 M de N2 e 2,0 M de H2 em equilíbrio. Calcule o Kc e o Kp na temperatura mencionada para a reação
N2(g)+3 H2(g) 2 N H3(g)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio químico! A gente tem uma reação onde nitrogênio gasoso ( ) reage com hidrogênio gasoso ( ) para formar amônia ( ). A gente precisa calcular duas constantes de equilíbrio, e , na temperatura de . Para isso, vamos precisar usar as concentrações das substâncias no equilíbrio e entender como essas constantes são definidas.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é a constante de equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) rightarrow 2 NH3(g) . Ela é uma expressão que relaciona as concentrações das substâncias envolvidas na reação quando o sistema está em equilíbrio. A fórmula geral para a reação:
Kc = [NH3]^2[N2][H2]^3
A expressão de fica assim:
Aqui, os colchetes ([ \ ]) indicam as concentrações das substâncias em molaridade (M).

Passo 3

Vamos substituir os valores das concentrações na fórmula de [NH3] = 2,5, M, [N2] = 1,3, M, [H2] = 2,0, M :
Kc = (2,5)^2(1,3)(2,0)^3
Então,
(2,5)^2 = 6,25
Calculando passo a passo:
(2,0)^3 = 8,0
1,3 times 8,0 = 10,4
Kc = 6,2510,4 approx 0,601

Passo 4

Agora, vamos calcular Kp = Kc(RT)^De, a constante de equilíbrio em termos de pressão. Para isso, usamos a relação entre T = 727 + 273 = 1000, K e De=ntes = 2 - (1 + 3) = -2 :
Kp = Kc times (RT)^-2
Onde:
  • Kp = 0,601 times (0,0821 times 1000)^-2 é a constante dos gases, RT = 0,0821 times 1000 = 82,1, L,atm/mol
  • Kp = 0,601 times (82,1)^-2 = 0,601 times 16738,41 approx 8,91 times 10^-5 é a temperatura em Kelvin
  • é a variação no número de mols de gás entre os produtos e reagentes
Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Na reação dada:
Então,
Substituindo os valores:
Calculando :
Então,

Resposta

A constante de equilíbrio é aproximadamente e a constante é aproximadamente .

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