Em um laboratório que estuda a extração do metal ferro de um minério, a seguinte reação ocorreu em 1270K em um reator de volume 10,0L : F e O s + C O g ⇌ F e s + C O 2 g . No equilíbrio, a pressão parcial de C O era 4,24b a r e a do C O 2 , 1,71b a r . A pressão do C O 2 foi reduzida até 0,62b a r pela reação parcial com N a O H e o sistema atingiu novamente o equilíbrio. Qual a pressão parcial de cada gás quando o novo equilíbrio se estabeleceu?

P N 2 = 4,6145b a r P H 2 = 1,4435b a r P N H 3 = 28,851b a r

Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 10.1 - Ex. 82

Em um laboratório que estuda a extração do metal ferro de um minério, a seguinte reação ocorreu em em um reator de volume : . No equilíbrio, a pressão parcial de era e a do , . A pressão do foi reduzida até pela reação parcial com e o sistema atingiu novamente o equilíbrio. Qual a pressão parcial de cada gás quando o novo equilíbrio se estabeleceu?

Passo 1

Vamos começar escrevendo a reação para podermos calcular o

Usaremos essa fórmula para calcular a constante de equilíbrio

Onde , , e são os coeficientes estequimétricos:

Temos:

Lembrando que substâncias líquidas ou sólidas não são consideradas para o cálculo do equilíbrio.

Passo 2

Vamos montar uma tabela de equilíbrio para determinar a pressão parcial de cada gás no equilíbrio com a pressão do que foi reduzida para .

Após um tempo, ocorre a mudança de composição ou seja a reação, onde uma certa quantidade dos reagentes é convertida em produtos (lembre-se de considerar sempre a estequimetria).

Quando a reação entra em equilíbrio, existe uma quantidade de reagentes (pressão parcial inicial menos mudança na pressão parcial) e produtos (pressão parcial inicial mais pressão parcial final).

Agora temos que encontrar o valor de para determinar as pressões parciais das substâncias no equilíbrio. Para isso usaremos a formula do já mencionada no Passo 1.

Substituindo os valores na fórmula temos:

Passando o termo para multiplicar :

Reorganizando para que todos os termos com incógnita fiquem do lado esquerdo e os que não possuem no lado direito, temos:

Realizando as adições e subtrações:

Isolando

Obtemos

Ao analisarmos os valores encontrados para , vemos que pode ser descartado porque o valor encontrado é maior que aa concentrações iniciais dos reagentes.

Aplicando o valor encontrado de , na tabela de equilíbrio:

Resposta

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