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. 67
Um reator de é preenchido com de , de e de . O equilíbrio é atingido na presença de um catalisador de óxido de zinco-crômio(III). Em para a reação . (a) A concentração molar do aumenta, diminui ou permanece inalterada, à medida que a reação se aproxima do equilíbrio? (b) Qual é a composição da mistura no equilíbrio?
Passo 1
(a) Para sabermos se a concentração de irá aumentar ou diminuir, primeiro precisamos saber qual o sentido que a reação está direcionada usando o quociente da reação (), mas primeiro precisamos calcular as concentrações das substâncias para o volume de :
Para determinar usamos a fórmula:
Onde , , e são os coeficientes estequimétricos:
Temos:
Quando , o sentido da reação está para formação dos reagentes. Logo a concentração de irá diminuir.
Passo 2
(b) 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 (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 concentrações das substâncias no equilíbrio. Para isso iremos usar essa fórmula:
Onde , , e são os coeficientes estequimétricos:
Temos:
Substituindo os valores na fórmula:
Realizando a multiplicação temos:
A partir da equação acima pode-se se realizar mais um passo, no qual resultará em uma equação de terceiro grau o que passa a requerir o uso de uma calculadora gráfica.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)