Para a reação 2   N H 3 g ⇌ N 2 ( g ) + 3   H 2 ( g ) , K c = 0,395 em 350   ° C . Uma amostra de 25,6   g de N H 3 é colocada em um reator de 5,00   L e aquecida até 350   ° C . Quais são as concentrações de N H 3 , N 2 e H 2 no equilíbrio?

Passo 1

Para determinarmos as concentrações no equilíbrio primeiro temos que calcular a concentração inicial do N H 3 , e para isso precisamos determinar o número de mols.

n = 1,51   m o l s   d e   N H 3

Para calcular a concentração de N H 3 em 5,00   L , usamos essa fórmula

[     ] = n V

N H 3 = 1,51 5,00

N H 3 = 0,302   m o l ∙ L - 1  

Passo 2

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 x 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 x para determinar as concentrações das substâncias no equilíbrio. Para isso iremos usar essa fórmula:

K c = C c ⋅ D d A a   ⋅ B b

Onde a , b , c e d são os coeficientes estequimétricos: a   A + b   B   ⇌ c   C + d   D

Temos:

K c = N 2 ⋅ H 2 3 N H 3 2

Substituindo os valores na fórmula:

0,395 = x ⋅ 3   x 3 0,302 - 2   x

Realizando a multiplicação temos:

0,395 = x ∙ 27   x 3 0,302 - 2   x

A partir da equação acima pode-se se realizar mais um passo, no qual resultará em uma equação de quarto grau o que passa a requerir o uso de uma calculadora gráfica.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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