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. 81
Um reator para a produção de amônia pelo processo de Haber entra em equilíbrio quando , e . Se a pressão parcial de aumenta , qual será a pressão parcial de cada gás quando o equilíbrio é novamente restabelecido?
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:
Passo 2
Vamos montar uma tabela de equilíbrio para determinar a pressão parcial de cada gás.
Na composição inicial temos apenas a pressão do reagente, e nenhuma dos produtos porque ainda não houve reação.
Observação somar na pressão de de .
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.
Para resolver essa equação vamos usar a calculadora computacional WolframAlpha. E obtemos os seguintes valores para .
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: