A 1200 K , temperaturaaproximada dos gases de exaustão dos automóveis, a constante \mathrm{K}_{p} para a reação
2 \mathrm{CO}_{2(g)} \leftrightharpoons 2 \mathrm{CO}_{(g)}+\mathrm{O}_{2(g)} é 1,0.10^{-3}. As percentagens volumétricas de \mathrm{CO}, \mathrm{CO}_{2} e \mathrm{O}_{2} encontradas no cano de escapamento são iguais a 0,20 \%, 12 \% e 3,0 \%, respectivamente.
(a) Esses gases estăo em equilibrio quimico? sim
(b) Caso năo, como se comportará o sistema quando atingir o estado de equilibrio?

Passo 1

Resumindo: temos a reação
2\,\mathrm{CO}_{2(g)} \;\rightleftarrows\;2\,\mathrm{CO}_{(g)} + \mathrm{O}_{2(g)}
a T=1200,K com constante de equilíbrio
K_{p} = 1,0\times10^{-3}.
No escape do automóvel as frações volumétricas (que em gases ideais valem como frações de pressão parcial, assumindo P_{\text{tot}}=1,bar) são \mathrm{CO}=0,20\%, \mathrm{CO}_{2}=12\% e \mathrm{O}_{2}=3{,}0\%.
Vamos checar se essa mistura satisfaz Q_{p}=K_{p}.

Passo 2

Converter as porcentagens em pressões parciais (em bar):
P_{\mathrm{CO}} = \frac{0,20}{100}\times1 = 0,002\\ \text{bar}, \quad P_{\mathrm{CO_{2}}} = \frac{12}{100}\times1 = 0,12\\ \text{bar}, \quad P_{\mathrm{O_{2}}} = \frac{3,0}{100}\times1 = 0,03\\ \text{bar}.

Passo 3

Escrevemos o quociente de reação em pressão:
Q_{p} \;=\;\frac{P_{\mathrm{CO}}^{2}\,P_{\mathrm{O_{2}}}}{P_{\mathrm{CO_{2}}}^{2}}.

Passo 4

Substituindo os valores:
Q_{p} = \frac{(0,002)^{2}\times(0,03)}{(0,12)^{2}} = \frac{4,0\times10^{-6}\times0,03}{0,0144} = \frac{1,2\times10^{-7}}{0,0144} \approx8,3\times10^{-6}.

Passo 5

Comparando Q_{p} com K_{p}:
Q_{p}\approx8,3\times10^{-6} \quad\text{e}\quad K_{p}=1,0\times10^{-3},
logo Q_{p}<K_{p}. Quando Q_{p}<K_{p}, o sistema não está em equilíbrio e se desloca no sentido direto (formação de produtos) até Q_{p}=K_{p}.

Resposta

(a) Não, pois Q_{p}\neq K_{p}.
(b) O sistema desloca-se para a direita, gerando mais \mathrm{CO} e \mathrm{O}_{2} a partir de \mathrm{CO}_{2}, até atingir o equilíbrio.

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