Enunciado

Determine a constante de equilíbrio da reação C H 4 + 2 O 2 ⇌ C O 2 + 2 H 2 O , a qual ocorre a 690 kPa e 3000 K. Os logarítmos naturais da constante de equilíbrio das reações C + 2 H 2 ⇌ C H 4 e C + O 2 ⇌ C O 2 a 3000 K são 9,685 e 15,869, respectivamente.

Passo 1

Tá legal! A primeira coisa que devemos fazer é escrever as duas equações de dissociação:

C + 2 H 2 ⇌ C H 4

C + O 2 ⇌ C O 2

Somando essas duas equações, só lembrando que para o C H 4 teremos a dissociação e para o C O 2 a formação, chegamos em:

C H 4 + C + O 2 ⇌ C O 2 + C + 2 H 2

Então, cancelando o carbono que aparece dos dois lados, chegamos em:

C H 4 + O 2 ⇌ C O 2 + 2 H 2

Passo 2

Então, como somamos as equações de dissociação, no entanto, invertendo a ordem de C H 4 , então, podemos somar os valores de K p fornecidos, mas lembrando de usar o sinal negativo para o termo do C H 4 , então o novo K p será:

ln ⁡ K p = - 9,865 + 15,869 → K p = e 6,184

E, agora, inclundo a dissociação da água na equação, temos:

2 H 2 + O 2 ⇌ 2 H 2 O

Consultando a tabela A-28 do apêndice A, para obter o valor de K p teremos:

No nosso caso, estamos formando 2 mol de H 2 O , então devemos multiplicar o valor tabelado por 2, dessa forma, temos:

K p = e 2 3,086 → K p = e 6,172

Passo 3

Agora, somando as equações do passo 2 para formar a equação fornecida no enunciado, temos:

C H 4 + 2 O 2 ⇔ C O 2 + 2 H 2 O

Então, somando os valores de K p do passo 2, temos:

K p = e 6,184 + 6,172 → K p = e 12,356 → K p = 232349,97

Resposta

K p = 232349,97

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