Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Exercícios Resolvidos de Reações em Equilíbrio

Ver Teoria
Exercício 5123467891011

Enunciado

Considere que em um recipiente a 425°C, os gases H I , H 2 e I 2 são misturados de forma que, após o equilíbrio químico ser atingido, as concentrações são iguais a H I = 3,53.1 0 - 3   m o l / L , H 2 = I 2 = 4,79.1 0 - 4   m o l / L . Pede-se:

a) O valor de K c ° nesta temperatura.

b) Se H 2 fosse adicionado de forma que a sua concentração inicial seja igual a 8,79.10 - 4   m o l . L - 1 , determine as novas composições no equilíbrio.

Passo 1

Aqui a questão vai ser “montarmos” a equação química, que não foi dada.

Mas vamos pensar juntos. Sabemos que temos H I , H 2 e I 2 reagindo entre si. A única forma disso acontecer é o H I formando os outros dois gases. Ou o contrário.

2 H I ⇌ H 2 + I 2

Se você resolver “pensar ao contrário”, diga-se H 2 + I 2 ⇌ 2 H I , seu K c será igual ao inverso do K c que vamos mostrar aqui, ok?

Passo 2

a) Baseados em 2 H I ⇌ H 2 + I 2

Podemos montar nossa K c como:

K c = I 2 . [ H 2 ] [ H I ] 2

E utilizando as concentrações fornecidas:

K c = ( 4,79 . 10 - 4 ) . ( 4,79 . 10 - 4 ) ( 3,53.1 0 - 3 ) 2 = 1,84.1 0 - 2

Repara que esse K c é adimensional, porque estamos dividindo m o l / L 2 por m o l / L 2 .

Passo 3

b) No item b a gente adiciona H 2 ao sistema, tal que sua concentração paasa a ser igual a 8,79.10 - 4   m o l . L - 1 .

A gente sabe que alterar concentrações desloca o equilíbrio. Mas isso não altera o K c .

O equilíbrio vai se deslocar de modo a consumir esse excesso de H 2 e, assim que o equilíbrio seja reestabelecido (concentrações constantes), o K c também é reestabelecido.

Pro item b, vamos precisar usar uma tabela de equilíbrio, com essa carinha aqui:

No início, temos as concentrações de H I e I 2 do item a mantidas e a concentração de H 2 alterada para 8,79.10 - 4   m o l . L - 1 .

Não sabemos as quantidades que reagem, mas sabemos que a cada mol de H 2 que reagir, um mol de I 2 também irá reagir. Como o equilíbrio está deslocado no sentido de formação de H I , este não será consumido, mas formado. E a cada mol de H 2 que reagir, 2 mols de H I será formado, de acordo com a estequiometria da reação.

No equilíbrio, a quantidade de H I será a quantidade inicial mais o que foi formado.

H I = 3,53 . 10 - 3 + 2 x

E as concentrações de I 2 e H 2 serão as concentrações iniciais menos o que reagiu.

H 2 = 8,79.1 0 - 4 - x

I 2 = 4 , 79.1 0 - 4 - x

Passo 4

Para calcular o x e, assim, as concentrações em equilíbrio, usamos o fato de que o K c será mantido.

K c = 1,84.1 0 - 2 = I 2 . [ H 2 ] [ H I ] 2 = ( 4,79 . 10 - 4 - x ) ( 8,79 . 10 - 4 - x ) ( 3,53 . 10 - 3 + 2 x ) 2

Fazendo a distributiva em cima e resolvendo o quadrado em baixo:

1,84 . 10 - 2 = 4,21 . 10 - 7 - 4,79 . 10 - 4 . x - 8,79 . 10 - 4 . x + x 2 1,25 . 10 - 5 + 1,41 . 10 - 2 x + 4 x 2

Passando o termo de baixo para a esquerda e juntando os termos semelhantes em cima:

7,36 . 10 - 2 x 2 + 2,59 . 10 - 4 x + 2,30 . 10 - 7 = x 2 - 1,36 . 10 - 3 x + 4,21 . 10 - 7

Juntando os termos semelhantes e igualando a zero (já tá sentindo o báskara né?).

- 9,26 . 10 - 1 x 2 + 1,62 . 10 - 3 x - 1,91 . 10 - 7 = 0

9,26 . 10 - 1 x 2 - 1,62 . 10 - 3 x + 1,91 . 10 - 7 = 0

x = 1,62 . 10 - 3 ± - 1,62 . 10 - 3 2 - 4   .   9,26 . 10 - 1 .   1,91 . 10 - 7 2   .   9,26 . 10 - 1

x = 1,62 . 10 - 3 ± 1,92 . 10 - 6 1,85

x = 1,62 . 10 - 3 ± 1,38 . 10 - 3 1,85

x ' = 1,62 . 10 - 3                     x " = 1,30 . 10 - 4

Portanto, as concentrações após o equilíbrio ser reestabelecido serão:

H I = 3,53 . 10 - 3 + 2 x = 3,53 . 10 - 3 + 2 . 1,62 . 10 - 3 = 3,53 . 10 - 3   m o l / L

H 2 = 8,79.1 0 - 4 - x = 8,79.1 0 - 4 - 1,62 . 10 - 3 = - 7,41 . 10 - 4   m o l / L

Opa!!! Concentração negativa não pode!!! Então sabemos que o nosso x ' não é adequado. Vamos usar o x " .

H I = 3,53 . 10 - 3 + 2 x = 3,53 . 10 - 3 + 2 . 1,30 . 10 - 4 = 3,79 . 10 - 3   m o l / L

H 2 = 8,79.1 0 - 4 - x = 8,79.1 0 - 4 - 1,30 . 10 - 4 = 7,49 . 10 - 4   m o l / L

I 2 = 4,79.1 0 - 4 - x = 4,79.1 0 - 4 - 1,30 . 10 - 4 = 3,49.1 0 - 4   m o l / L

Resposta

a) K c = 1,84.1 0 - 2

b) H I = 3,79 . 10 - 3   m o l / L

H 2 = 7,49 . 10 - 4   m o l / L

I 2 = 3,49.1 0 - 4   m o l / L

Exercícios de Livros Relacionados

Escreva o quociente de reação Q para(a)NCl3(g) + 3 H2O(l) → NH3(g) +3 HOCl(aq)(b)P4(s) + 3 KOH (aq) + 3 H2O(l) → PH3(aq) + 3 KH2PO2(aq)(c)CO32-(aq) +2 H3O+ → CO2(g) + 3 H2O(l)
A constante de equilíbrio é K c=1,1×10 - 2 para a reação P C l 5 ( g )⇌P C l 3 ( g )+C l 2 ( g ) em 400K . (a) Sabendo que 1,0gd eP C l 5 foi colocado em um balão de 250m L , determine as concentraçõe
Se 4,00L de H C l g , sob1,00b a r e 2 73K , e26,0g deI 2 s são transferidos para um balão de 12,00L e aquecidos até 25 ° C , qual será a concentração de H C l ,H I e C l 2 no equilíbrio? K c = 1,6 ×
Diga, para cada um dos seguintes equilíbrios, se haverá deslocamento na direção dos reagentes ou dos produtos quando a temperatura aumenta.(a) C H 4 g + H 2 O g ⇌ C O g + 3H 2 g ,Δ H ° = + 206k J
(a) Qual é a energia livre de Gibbs padrão da reação CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g) quando K= 1,00?