(Unifesp) A constante de equilíbrio para a reação na
fase gasosa
CO(g) + H2O(g) ——> CO2(g) + H2(g). <——
vale 25, a 600K. Foi feita uma mistura contendo 1,0 mol de CO, 1,0 mol de H2O, 2,0 mol de CO2 e 2,0 mol de H2 em um frasco de 1,0 L, a 600K. Quais as concentrações de CO(g) e CO2(g), em mol/L, quando for atingido o equilíbrio?
a) 3,5 e 1,5 d) 0,5 e 2,5
b) 2,5 e 0,5 e) 0,5 e 3,0
c) 1,5 e 3,5
fase gasosa
CO(g) + H2O(g) ——> CO2(g) + H2(g). <——
vale 25, a 600K. Foi feita uma mistura contendo 1,0 mol de CO, 1,0 mol de H2O, 2,0 mol de CO2 e 2,0 mol de H2 em um frasco de 1,0 L, a 600K. Quais as concentrações de CO(g) e CO2(g), em mol/L, quando for atingido o equilíbrio?
a) 3,5 e 1,5 d) 0,5 e 2,5
b) 2,5 e 0,5 e) 0,5 e 3,0
c) 1,5 e 3,5
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio químico juntos! A gente tem uma reação na fase gasosa:
O enunciado diz que a constante de equilíbrio (
) é 25 a 600K. Começamos com 1,0 mol de CO, 1,0 mol de H₂O, 2,0 mol de CO₂ e 2,0 mol de H₂ em um frasco de 1,0 L. Nosso objetivo é descobrir as concentrações de CO e CO₂ quando o equilíbrio for atingido. Para isso, vamos usar a expressão da constante de equilíbrio e fazer um esquema de variação usando a técnica de “ICE” (Inicial, Variação, Equilíbrio).
Passo 2
Primeiro, vamos traduzir os mols para concentrações, já que o volume do frasco é 1,0 L. Assim, as concentrações iniciais são:
Aqui, “M” representa molaridade, ou mol/L.
Passo 3
Vamos chamar a quantidade que reage de
. Na reação, 1 mol de CO e 1 mol de H₂O reagem para formar 1 mol de CO₂ e 1 mol de H₂. Assim, a variação fica:
Passo 4
Agora, vamos substituir essas expressões na fórmula da constante de equilíbrio:
Substituindo as concentrações em termos de
:
Passo 5
Simplificando a equação:
Vamos tirar a raiz quadrada dos dois lados para facilitar:
Passo 6
Agora, resolvemos para
:
Passo 7
Substituímos
nas expressões das concentrações no equilíbrio:
Resposta
As concentrações de CO e CO₂ no equilíbrio são 0,5 M e 2,5 M, respectivamente. A alternativa correta é a d) 0,5 e 2,5.