A
, colocam-se 3,60 moles de amônia num balão de
e se espera até que haja a decomposição do gás no seus elementos:
. Se o valor da
desta reação, na temperatura mencionada, for 6,3, calcule a concentração de cada reagente no sistema em equilíbrio.
Passo 1
Beleza, exercício de equilíbrio químico. A gente tem a decomposição da amônia
Colocaram 3,60 mol de NH₃ num balão de 2,0 L a 450 °C. Sabendo que
, queremos achar as concentrações em equilíbrio de NH₃, N₂ e H₂.
Conteúdo: equilíbrio químico em solução gasosa, constante de equilíbrio , tabela ICE (Initial, Change, Equilibrium).
Conteúdo: equilíbrio químico em solução gasosa, constante de equilíbrio
Passo 2
Primeiro, vamos transformar mol/L em concentração inicial:
Como não tinha N₂ nem H₂ inicialmente:
Teoria: concentração molar é
. A tabela ICE ajuda a organizar as mudanças até o equilíbrio.
Passo 3
Montando a tabela ICE com uma variação
que represente a molaridade de N₂ formada:
2 NH₃ | N₂ | 3 H₂ | |
---|---|---|---|
Início | 1,80 M | 0 | 0 |
Variação | –2x | +x | +3x |
Equilíbrio | 1,80–2x | x | 3x |
Passo 4
A definição de
para essa reação é
Substituindo as expressões da tabela:
Vamos resolver:
- Multiplica:
2. Divide 27:
- Fazendo raiz quadrada em ambos os lados (supondo
para ):
4. Expande e organiza em forma de equação quadrática:
- Usa Bhaskara:$$x = \frac{-0{,}966 \pm \sqrt{0{,}966^2 +4\cdot0{,}8694}}{2}
Só faz sentido pegar o= \frac{-0{,}966 \pm 2{,}100}{2}.$$
:
Passo 5
Agora, as concentrações em equilíbrio:
Resposta
Concentrações em equilíbrio: