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Exercícios Resolvidos de Reações em Equilíbrio

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Exercício 8123456791011

Enunciado

Considere a seguinte reação em equilíbrio químico:

2 C l 2 ( g ) + 2 H 2 O ( g ) ⇄ 4 H C l ( g ) + O 2 ( g )

Sabe-se que K p ° = 0,0752 atm a 480°C. Pergunta-se:

a) Qual é o valor de K p ° para a reação 4 H C l ( g ) + O 2 ( g ) ⇄ 2 C l 2 ( g ) + 2 H 2 O ( g ) ?

b) E para a reação C l 2 ( g ) + H 2 O ( g ) ⇄ 2 H C l ( g ) + 1 2 O 2 ( g ) ?

c) Calcule K c ° para a reação do item b.

Passo 1

a) Pelo enunciado, sabemos que:

K p ° = p H C l 4 . ( p O 2 ) 1 ( p C l 2 ) 2 . ( p H 2 O ) 2 = 0,0752

E queremos calcular:

K p ° ' = ( p C l 2 ) 2 . ( p H 2 O ) 2 p H C l 4 . ( p O 2 ) 1

Basta a gente perceber que:

K p ° ' = 1 K p ° = 1 0,0752 = 13,30   a t m - 1

Ou seja, a constante de equilíbrio da reação direta é o inverso da constante de equilíbrio da reação inversa.

Passo 2

b) Sabendo que:

K p ° = p H C l 4 . ( p O 2 ) 1 ( p C l 2 ) 2 . ( p H 2 O ) 2 = 0,0752   a t m

Agora precisamos calcular a constante correspondente à seguinte reação:

C l 2 ( g ) + H 2 O ( g ) ⇄ 2 H C l ( g ) + 1 2 O 2 ( g )

K p ° " = p H C l 2 . ( p O 2 ) 0,5 ( p C l 2 )   . ( p H 2 O )  

A relação existente entre K p ° " e K p ° é:

K p ° " = K p ° 2

K p ° " = p H C l 2 . ( p O 2 ) 0,5 ( p C l 2 )   . ( p H 2 O )   = p H C l 4 . ( p O 2 ) 1 ( p C l 2 ) 2 . ( p H 2 O ) 2 = 2 K p ° 2 = 0,0752 2 = 0,2742   ( a t m ) 1 2

Passo 3

c) Lembra da relação existente entre K c ° e K p ° ?

K p ° =   K c ° . ( R T ) ∆ n

Já calculamos o K p ° pro item b. O valor de R equivale a 0,082   a t m . L . m o l - 1 . K - 1 . E a temperatura foi dada como 480 ° C = 753   K .

O ∆ n será dado por: n p r o d u t o s - n r e a g e n t e s .

Para C l 2 ( g ) + H 2 O ( g ) ⇄ 2 H C l ( g ) + 1 2 O 2 ( g ) , temos:

∆ n = 2 + 1 2 - 1 + 1 = 0,5   m o l

Portanto:

K p ° =   K c ° . ( R T ) ∆ n

0,2742 =   K c ° . 0,082.753 0,5

K c ° =   0,03489   m o l L 1 2

Resposta

a) 13,30   a t m - 1

b) 0,2742   ( a t m ) 1 2

c) 0,03489   m o l L 1 2

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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 ×
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