A
, em um recipiente de 1 litro, encontram-se, em equilíbrio,
de
e
de
. Calcule a constante de equilíbrio da reação.
Dados: Massas molares:
.
Passo 1
O enunciado pede para calcular a constante de equilíbrio da reação
Informações fornecidas:
- Temperatura:
(não é necessária para o cálculo de quando as concentrações de equilíbrio são dadas). - Volume do recipiente:
. - Massas em equilíbrio:
de e de . - Massas molares:
e .
Pergunta explícita: calcular a constante de equilíbrioda reação, usando as quantidades dadas (em concentração molar).
Passo 2
Conceito chave (explicação didática): o que é
.
- A constante de equilíbrio em termos de concentrações,
, para a reação é definida por - Aqui
e são as concentrações molares no equilíbrio (mol/L). A estequiometria (coeficientes 1 e 2) aparece como expoentes nas concentrações no numerador/denominador.
Passo 3
Transformar massas em número de mols (aula rápida sobre moles).
- Lembrete: número de mols é massa dividida pela massa molar.
- Para
: Calculando: - Para
:
Passo 4
Converter mols em concentrações (aula sobre concentração molar).
- Concentração molar é
, onde é número de mols e volume em litros. - Como o volume é
, as concentrações coincidem numericamente com os mols:
- Observação pedagógica: se o volume fosse diferente de
, haveria divisão por esse volume; aqui ficou simples por ser .
Passo 5
Substituir as concentrações na expressão de
e calcular (passo a passo das contas).
- Escrevendo
: - Primeiro calcular o quadrado:
- Agora dividir:
- Explicação numérica: dividir por
é o mesmo que multiplicar por , então . Ou escrever em notação científica: e , logo
Passo 6
Interpretação e verificação rápida (dica para prova).
- Resultado numérico:
(ou ). - Significado físico:
pequeno (<1) indica que, no equilíbrio, a concentração do reagente é maior que a do produto , o que confere com os valores fornecidos ( de e de ). - Dica útil: sempre verifique unidades e a coerência entre os dados; transformar massas em mols e em seguida em concentrações é um procedimento padrão em questões de equilíbrio.