( 2,0 ) Sob certas condições, nitrogênio e oxigênio reagem para formar óxido de dinitrogênio,
. Uma mistura de
de
e
de
foi colocada em um recipiente de 2,0 L.
Dados:
a) Calcule a concentração dos reagentes.
b) Faça o quadro indicando as concentrações dos reagentes e produtos no início, na reação e no equilíbrio.
c) Calcule a composição da mistura no equilíbrio
Dados:
a) Calcule a concentração dos reagentes.
b) Faça o quadro indicando as concentrações dos reagentes e produtos no início, na reação e no equilíbrio.
c) Calcule a composição da mistura no equilíbrio
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde nitrogênio (N₂) e oxigênio (O₂) reagem para formar óxido de dinitrogênio (N₂O). A gente recebeu a quantidade de mols de N₂ e O₂, além do volume do recipiente e a constante de equilíbrio (Kc). Nosso objetivo é:
a) Calcular a concentração dos reagentes.
b) Montar um quadro mostrando as concentrações no início, durante a reação e no equilíbrio.
c) Determinar a composição da mistura no equilíbrio.
b) Montar um quadro mostrando as concentrações no início, durante a reação e no equilíbrio.
c) Determinar a composição da mistura no equilíbrio.
Para resolver isso, vamos trabalhar com conceitos de equilíbrio químico, concentração molar e stoquiometria.
Passo 2
Vamos começar com a parte a): Calcular a concentração dos reagentes.
Primeiro, precisamos entender que a concentração molar © é calculada pela fórmula:
Onde:
-
é o número de mols -
é o volume em litros
Dado:
- Número de mols de N₂: 0,120 mol
- Número de mols de O₂: 0,160 mol
- Volume do recipiente: 2,0 L
Calculando a concentração de N₂:
E a concentração de O₂:
Passo 3
Agora, na parte b), vamos montar um quadro que mostra as concentrações dos reagentes e produtos no início, durante a reação e no equilíbrio.
A equação balanceada é:
Vamos estabelecer um quadro de ICE (Início, Mudança, Equilíbrio):
|
|
|
|
---|---|---|---|
Início (mol/L) | 0,060 | 0,080 | 0 |
Mudança |
|
|
|
Equilíbrio |
|
|
|
Aqui,
representa a mudança na concentração durante a reação até atingir o equilíbrio.
Passo 4
Por fim, na parte c), vamos calcular a composição da mistura no equilíbrio usando a constante de equilíbrio
.
A expressão para
da reação é:
Substituindo as concentrações no equilíbrio:
Como
é muito pequeno, isso indica que a reação favorece bastante os reagentes, então
será muito pequeno comparado a 0,060 e 0,080. Podemos aproximar:
Simplificando:
Calculando o denominador:
Agora, isolando
:
Então, a composição no equilíbrio será:
Resposta
a) As concentrações dos reagentes são:
b) O quadro de concentrações é:
|
|
|
|
---|---|---|---|
Início (mol/L) | 0,060 | 0,080 | 0 |
Mudança |
|
|
|
Equilíbrio |
|
|
|
c) No equilíbrio, a composição da mistura é:
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