Seja a reação reversível em fase líquida
São dados: a a constante de equilíbrio é de 2,75 e a constante cinética da reação direta é de 0,05 ; a cinética é de primeira ordem para a reação direta e inversa e a concentração inicial do reagente é de .
Calcule a concentração do reagente e do produto no equilíbrio.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio químico juntos! A gente tem uma reação reversível em fase líquida a 35°C, com algumas informações sobre as constantes de equilíbrio e cinéticas. Nosso objetivo aqui é calcular a concentração do reagente e do produto quando a reação alcançar o equilíbrio. Para isso, vamos usar conceitos de cinética química e equilíbrio químico.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as constantes que nos foram dadas:
  • Constante de equilíbrio ( ): Ela nos diz a relação entre as concentrações dos produtos e reagentes no equilíbrio. Nesse caso, .
  • Constante cinética da reação direta ( ): Indica a velocidade da reação direta, aqui .
  • Ordem da reação: Tanto a reação direta quanto a inversa são de primeira ordem, ou seja, a velocidade depende linearmente da concentração do reagente ou produto.

Passo 3

Vamos chamar o reagente de e o produto de . A concentração inicial de é e de é zero, já que não tem nada formado no começo.
No equilíbrio, a concentração de vai diminuir e a de vai aumentar. Vamos chamar o quanto de que reage de . Então:
  • Concentração de no equilíbrio:
  • Concentração de no equilíbrio:

Passo 4

A constante de equilíbrio é dada por:
Substituindo os valores que temos:
Agora, vamos resolver essa equação para encontrar o valor de .

Passo 5

Resolvendo a equação:
Multiplicando ambos os lados por :
Distribuindo o 2,75:
Somando em ambos os lados:
Agora, isolando :

Passo 6

Com o valor de , podemos encontrar as concentrações no equilíbrio:
  • Concentração de :
  • Concentração de :

Resposta

No equilíbrio, a concentração do reagente é aproximadamente e a concentração do produto é aproximadamente .

Exercícios relacionados

Seja a reação reversível em fase líquida
São dados: a a constante de equilíbrio é de 2,75 e a constante cinética da reação direta é de 0,05 ; a cinética é de primeira ordem para a reação direta e inversa e a concentração inicial do reagente é de .
Calcule a conversão no equilíbrio.
Seja a reação elementar em fase gasosa
O reator foi alimentado por uma mistura de gases contendo de gás inerte com temperatura de
e . Calcule a taxa de consumo do reagente quando a concentração deste chegar a .
É dado que a constante dos gases é . K e a constante cinética é .min
Seja a reação reversível em fase líquida
São dados: a a constante de equilíbrio é de 2,75 e a constante cinética da reação direta é de 0,05 ; a cinética é de primeira ordem para a reação direta e inversa e a concentração inicial do reagente é de .
Calcule a constante cinética da reação indireta
Um dispositivo cujo objetivo principal é a transferência de energia entre dois fluidos é chamado de trocador de calor. Os trocadores de calor são geralmente classificados em quais categorias? comente-as. E quais os tipos de trocadores de calor que você conhece?