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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. 54

Uma mistura de reação de 0,20   m o l   d e   N 2 e   0,20   m o l   d e   H 2 foi colocada em um reator de 25,0   L e aquecida. No equilíbrio, 5,0   % do gás nitrogênio reagiu. Qual é o valor da constante de equilíbrio, K c , da reação N 2 ( g )   +   3   H 2 ( g )   ⇌   2   N H 3 ( g ) , nessa temperatura?

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? Aqui nós temos que montamos a tabela de equilíbrio para a reação,

N 2 g +   3   H 2 g ⇌   2   N H 3 g

Note que no inicio da reação, temos 0,20   m o l   d e   N 2 e   0,20   m o l   d e   H 2 e zer do produto N H 3 . Conforme o andamento da reação, os reagentes vão sendo consumidos e se convertendo em N H 3 , sempre seguindo a estequiometria da reação.

A tabela fica assim:

Passo 2

Se, no equilíbrio, 5,0   %   d e   N 2 reagiram, é porque 95,0 % seguiram sem reagir, né?

Então, posso escrever que

  0,20 - x   m o l = 95 %   d e   0,20   m o l

Reescrevendo isso, temos:

0,20 - x = 0,95 ∙ 0,20

x = 0,01   m o l

Agora já podemos partir pra calcular K .

Passo 3

Escrevemos a expressão da constante de equilíbrio K, com cuidado pra não esquecer de dividir as quantidades do equilíbrio em mols pelo volume do recipiente!!!

K = 2 x 25 2 0,20 - x 25 ∙ 0,20 - 3 x 25 3

K = 4 x 2 / 625 0,20 - x / 25 ∙   ( 0,20 - 3 x 3 / 15625 )

Aplicando o valor de x = 0,01   m o l , teremos:

K = 4 ( 0,01 ) 2 / 625 0,20 - 0,01 / 25 ∙   ( 0,20 - 3 ∙ 0,01 3 / 15625 )

∴ K ≅ 268

Resposta

∴ K ≅ 268

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