Na síntese da amônia: N2(g)+3 H2(g) <=ftarrows 2 NH3(g), a constante de equilíbrio Kc a 375^circ C é 1,2. Começando com [H2]0=0,76 mol / L,[N2]0=0,60 mol / Le[NH3]0=0,48 mol / L, informe para que lado a reação prosseguirá até atingir o equilíbrio.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício que trata do equilíbrio químico na síntese da amônia. A gente tem a reação:
N2(g) + 3 H2(g) <=ftarrows 2 NH3(g)
O conteúdo envolve a constante de equilíbrio ( Kc) e como determinar a direção que a reação vai seguir para alcançar o equilíbrio. Vamos precisar calcular o quociente de reação ( Qc) com as concentrações iniciais dadas e comparar com Kc.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a constante de equilíbrio Kc é dada pela expressão das concentrações dos produtos elevadas aos seus coeficientes estequiométricos, divididas pelas concentrações dos reagentes elevadas às suas respectivas quantidades. Para essa reação, a expressão de Kc é:
Kc = [NH3]^2[N2][H2]^3

Passo 3

Agora, vamos calcular o quociente de reação Qc usando as concentrações iniciais fornecidas:
  • [H2]0 = 0,76 , mol/L
  • [N2]0 = 0,60 , mol/L
  • [NH3]0 = 0,48 , mol/L
Substituindo na expressão de Qc:
Qc = (0,48)^2(0,60)(0,76)^3
Vamos calcular isso passo a passo:
  1. Calcular (0,48)^2 = 0,2304
  2. Calcular (0,76)^3 = 0,438976
  3. Multiplicar (0,60)(0,438976) = 0,2633856
  4. Dividir 0,2304 / 0,2633856 approx 0,875
Então, Qc approx 0,875

Passo 4

Agora comparamos Qc com Kc:
  • Se Qc < Kc, a reação vai para a direita, formando mais produtos.
  • Se Qc > Kc, a reação vai para a esquerda, formando mais reagentes.
  • Se Qc = Kc, a reação já está no equilíbrio.
No nosso caso:
0,875 < 1,2
Então, Qc < Kc

Resposta

A reação vai proceder para a direita, formando mais NH3, até atingir o equilíbrio.

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