Uma mistura de reação contendo de , de, de e de foi preparada em um reator de . A reação atinge o equilíbrio em , quando . Qual é a concentração de cada substância no equilíbrio?

Para determinar usamos a fórmula:

Onde , , e são os coeficientes estequimétricos:

Temos:

Quando , significa que as concentrações no produto são muito baixas se comparar com os reagentes, assim o sentido da reação está para formação dos produtos.

Para determinarmos a concentração de cada substância no equilíbrio iremos montar a tabela de equilíbrio em termos de concentração de acordo com a estequiometria da reação.

Na composição inicial temos a concentração dos reagentes e nesse caso temos concentração de produtos.

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 (composição inicial menos mudança de fase) e produtos (composição inicial mais composição final).

Agora temos que encontrar o valor de para determinar as concentrações das substâncias no equilíbrio. Para isso iremos usar essa fórmula:

Onde , , e são os coeficientes estequimétricos:

Temos:

Substituindo os valores na fórmula:

Realizando as distributivas temos:

Agora realizando as adições e subtrações:

Passando o termo para multiplicar :

Realizando a multiplicação do termo a esquerda:

Reorganizando para que todos os termos ficarem à esquerda por ser uma equação de segundo grau:

Fazendo as adições e subtrações:

Para resolver a equação, utilizaremos , onde

Identificando que , e , podemos fazer as substituições para determinar

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

Aplicando o valor encontrado de , na tabela de equilíbrio: