No sistema em equilíbrio N2(g)+3 H2(g) <=ftarrows 2 NH3(g), a 27^circ C, as pressões parciais de cada gás são: pN2=0,4 atm, pH2=1,0 atm e pNH3=0,2 atm. Calcular as constantes de equilíbrio Kp e Kc desse equilíbrio, na temperatura dada.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um exercício sobre equilíbrio químico envolvendo as pressões parciais dos gases na reação:
N2(g) + 3,H2(g) <=ftarrows 2,NH3(g)
A gente precisa calcular as constantes de equilíbrio e a . Para isso, vamos usar os conceitos de constantes de equilíbrio em termos de pressões parciais e concentrações, junto com a relação entre elas. Vamos resolver passo a passo!

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a constante de equilíbrio Kp = (PNH3)^2(PN2)(PH2)^3 . A constante é definida para reações gasosas usando as pressões parciais dos reagentes e produtos. A expressão geral para na nossa reação é:
Aqui, representa a pressão parcial de cada gás.

Passo 3

Agora, vamos substituir os valores fornecidos no enunciado:
  • Kp = (0,2)^2(0,4)(1,0)^3
Substituindo na fórmula:

Passo 4

Vamos calcular os valores:
Kp = 0,040,4 times 1 = 0,040,4 = 0,1
Então, .

Passo 5

Agora, vamos calcular a constante de equilíbrio Kp = Kc (RT)^De. A relação entre De e é dada por:
Onde:
  • é a constante dos gases,
  • é a temperatura em Kelvin. Como , então
  • é a variação no número de mols de gás: moles de produtos menos moles de reagentes. Na nossa reação:

Passo 6

Rearranjando a fórmula para encontrar Kc = Kp times (RT)^-De:
Kc = 0,1 times (0,0821 times 300)^2
Substituindo os valores:

Passo 7

Calculando RT = 0,0821 times 300 = 24,63,L,atm/mol :
(24,63)^2 approx 606,27
Agora, elevando ao quadrado:
Kc = 0,1 times 606,27 approx 60,63,mol^2/L^2
Então:

Resposta

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

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