Usando os dados da questão 1 , qual seria a concentração molar de equilíbrio dos 4 gases se a mistura de SO2 e NO2 é preparada de modo que cada gás tem uma concentração inicial de 0.050 M ?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma mistura de dióxido de enxofre ( SO2) e dióxido de nitrogênio ( NO2), cada um com concentração inicial de 0,050 M. Queremos descobrir quais serão as concentrações molares de equilíbrio dos quatro gases envolvidos nessa reação. Para resolver isso, vamos precisar usar os conceitos de equilíbrio químico e a tabela ICE (Inicial, Variação, Equilíbrio).

Passo 2

Primeiro, precisamos identificar a reação de equilíbrio que está ocorrendo entre SO2 e NO2. Vamos supor que a reação seja a seguinte:
2,SO2 + 2,NO2 <=ftharpoons SO3 + N2O4
Essa é uma reação genérica onde o dióxido de enxofre e o dióxido de nitrogênio reagem para formar trióxido de enxofre ( SO3) e tetróxido de dinitrogênio ( N2O4).

Passo 3

Agora, vamos construir a tabela ICE, que nos ajuda a acompanhar as concentrações iniciais, as variações durante a reação e as concentrações em equilíbrio.
SO2 NO2 SO3 N2O4
Inicial (M) 0,050 0,050 0,000 0,000
Variação (M) -2x -2x +x +x
Equilíbrio (M) 0,050 - 2x 0,050 - 2x x x
Aqui, usamos “x” para representar a quantidade de SO3 e N2O4 formada no equilíbrio.

Passo 4

Em seguida, precisamos da expressão da constante de equilíbrio ( Kc) para essa reação. A expressão é:
Kc = [SO3][N2O4][SO2]^2[NO2]^2
Para resolver o problema, precisamos conhecer o valor de Kc. Como a questão menciona “dados da questão 1”, vamos supor que Kc seja fornecida ou que tenhamos que seguir com uma expressão geral.

Passo 5

Substituindo as concentrações de equilíbrio na expressão de Kc, temos:
Kc = (x)(x)(0,050 - 2x)^2(0,050 - 2x)^2 = x^2(0,050 - 2x)^4
Agora, temos uma equação que relaciona x e Kc. Dependendo do valor de Kc, podemos resolver para x.

Passo 6

Assumindo que Kc é pequeno (o que significa que a reação não favorece muito os produtos), podemos simplificar a equação considerando que 2x é muito menor que 0,050. Assim:
0,050 - 2x approx 0,050
Substituindo na expressão de Kc:
Kc approx x^2(0,050)^4
Então:
x^2 = Kc times (0,050)^4
x = raizKc times (0,050)^4

Passo 7

Depois de encontrar o valor de x, podemos determinar as concentrações de equilíbrio:
  • [SO2] = 0,050 - 2x
  • [NO2] = 0,050 - 2x
  • [SO3] = x
  • [N2O4] = x
Esses valores nos darão as concentrações molares finais de cada gás no equilíbrio.

Resposta

Portanto, as concentrações molares de equilíbrio são:
  • [SO2] = 0,050,M - 2x
  • [NO2] = 0,050,M - 2x
  • [SO3] = x,M
  • [N2O4] = x,M
Para obter valores numéricos específicos, substitua o valor de Kc na equação desenvolvida no Passo 6 e resolva para x.

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