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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 7.Exercícios - Ex. 9 b

A constante de equilíbrio da reação N 2 ( g ) + O 2 ( g ) ⇌ 2   N O ( g ) é 1,69 × 10 - 3 a 2300   K . Uma mistura de 5,0   g de nitrogênio e 2,0   g de oxigênio está encerrada num recipiente de 1,0   d m 3 e é aquecida a 2300   K até atingir o equilíbrio. Calcule a fração molar do N O no equilíbrio..

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

Vamos começar escrevendo a reação:

N 2 g + O 2 g ⇌ 2   N O g

Precisamos calcular o número de mols:

n = m M

Agora vamos montar aquela famosa tabelinha de equilíbrio químico:

Para determinar as frações molares, faremos:

X = n S n T

Mas, a gente não tem o n , então vamos encontrá-lo. Para isso vamos usar a constante de equilíbrio:

K = N O 2 N 2 O 2

1,69 × 10 - 3 = 2 n 2 0,1785 - n 0,0625 - n

1,69 × 10 - 3 = 4 n 2 0,1785 - n 0,0625 - n

1,69 × 10 - 3 = 4 n 2 0,0112 - 0,1785 n - 0,0625 n + n 2

1,69 × 10 - 3 = 4 n 2 0,0112 - 0,241 n + n 2

4 n 2 = 1,8928 × 10 - 5 - 4,0729 × 10 - 4   n + 1,69 × 10 - 3   n 2

3,998   n 2 + 4,0729 × 10 - 4   n - 1,8928 × 10 - 5 = 0

Lembra de quando todo mundo dizia “Para que eu vou usar Bhaskara???”, então olha ela aqui.

Passo 2

Bora relembrar como resolve Bhaskara:

a x 2 + b x - c = 0

Δ = b 2 - 4 a c

x = - b ± Δ 2 a

Vamos resolver a nossa equação agora!?

3,998   n 2 + 4,0729 × 10 - 4   n - 1,8928 × 10 - 5 = 0

Δ = 4,0729 × 10 - 4 2 - 4   .   3,998   .   - 1,8928 × 10 - 5

Δ = 3,02862 × 10 - 4

n = - 4,0729 × - 4 ± 3,02862 × 10 - 4 2   .   3,998

Como não existe número de mols negativo (é fisicamente impossível), faremos:

n = - 4,0729 × - 4 + 3,02862 × 10 - 4 2   .   3,998

n = 2,12552 × 10 - 3

Mas como na estequiometria temos 2 n , então:

n N O = 2   .   2,12552 × 10 - 3

n N O = 4,25104 × 10 - 3

Passo 3

Agora vamos determinar o número de mols no equilíbrio de cada componente, e o número de mols total:

Estamos no fim, agora só precisamos voltar para a fração molar:

X = n S n T

X N O = 4,25104 × - 3 0,241

X N O = 0,0176

Foi divertido!!!!

Bora matar mais uma!

Resposta

X N O = 0,0176

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