O trióxido de enxofre se decompõe em altas temperaturas, de acordo com a reação abaixo:
Inicialmente, um recipiente é carregado com
a
a uma temperatura de 1000 K . Em equilíbrio, a concentração de
é de
. Calcule o valor de K de equilíbrio.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem uma reação química onde o trióxido de enxofre (
) se decompõe em dióxido de enxofre (
) e oxigênio (
) quando a temperatura está alta. A equação química é:
A gente vai calcular a constante de equilíbrio (
) dessa reação. Para isso, vamos usar o conceito de equilíbrio químico e a expressão da constante de equilíbrio baseada nas concentrações dos reagentes e produtos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a constante de equilíbrio (
). Ela nos diz a relação entre as concentrações dos produtos e dos reagentes quando a reação está no equilíbrio. Para a nossa reação:
As concentrações são medidas em mol/L e são substituídas na fórmula assim que conhecermos os valores no equilíbrio.
Passo 3
Vamos organizar as informações que temos:
- Concentração inicial de
: - Concentração de
no equilíbrio:
A mudança na concentração de
é a diferença entre a concentração inicial e a do equilíbrio:
Passo 4
Agora, vamos relacionar essa mudança com as concentrações de
e
. Pela equação balanceada:
- Para cada 2 mols de
que reagem, formam-se 2 mols de e 1 mol de .
Então, se a concentração de
diminuiu em
, a concentração de
aumentou também em
e a de
aumentou em metade disso, ou seja,
.
Portanto:
Passo 5
Agora temos todas as concentrações no equilíbrio:
Vamos substituir esses valores na expressão da constante de equilíbrio:
Passo 6
Vamos calcular passo a passo:
- Calcular
:
- Multiplicar pelo
:
- Calcular
:
- Dividir os resultados:
Resposta
A constante de equilíbrio (
) para a reação é aproximadamente
.