56-(FEI-SP) Em um recipiente de volume V ocorre a seguinte reação de equilíbrio em fase gasosa:
. No início são colocados 6,5 mols de cada reagente e após atingido o equilíbrio, restaram 1,5 mols de cada reagente. A constante de equilíbrio (Kc) é igual a:
a) 45 V
b)
c)
d) 44,4
e)
a) 45 V
b)
c)
d) 44,4
e)
Passo 1
O enunciado dá a reação em fase gasosa
e as informações iniciais/equilíbrio são:
- quantidade inicial de reagentes:
mol e mol; - após o equilíbrio restaram
mol e mol; - o volume do recipiente é
(constante); - não é informado o
inicial; vamos assumir que inicialmente não havia , isto é (assunção padrão quando só dizem “foram colocados os reagentes”).
O que o enunciado pede: calcular a constante de equilíbrio.
Passo 2
Estratégia (em termos práticos que você pode usar na prova): montar uma tabela do tipo ICE (Initial, Change, Equilibrium) em moles, calcular quanto reagiu, obter as concentrações em equilíbrio dividindo os moles pelo volume
, e aplicar a expressão de
.
Vou fazer isso passo a passo e explicar cada fórmula usada no caminho.
Vou fazer isso passo a passo e explicar cada fórmula usada no caminho.
Passo 3
Encontrar a variação (quanto reagiu): para
e
temos
Ou seja, cada um dos reagentes foi consumido em
mol. Como a estequiometria é
, para cada
mol de
e
mol de
consumidos formam-se
mol de
. Portanto a quantidade de
formada é
Passo 4
Calcular os moles de cada espécie no equilíbrio:
Passo 5
Converter moles em concentrações (mol por unidade de volume
): a concentração de cada espécie no equilíbrio é
Explicação rápida: concentração (molaridade) é sempre número de mols dividido pelo volume em que eles estão; por isso dividimos por
.
Passo 6
Escrever a expressão da constante de equilíbrio para a reação dada. Para uma reação geral
a constante de equilíbrio em termos de concentração é
Neste caso
e
, então
Observação: os expoentes são as coeficientes estequiométricos.
Passo 7
Substituir as concentrações obtidas no Passo 5 na expressão de
:
Como ambos numerador e denominador têm fator
, eles se cancelam:
Calcular a divisão:
Ou seja, o valor numérico é
(arredondando para uma casa decimal como nas opções).
Passo 8
Interpretação final e dica de prova: o volume
desapareceu porque as potências das concentrações deram exatamente
tanto no numerador quanto no denominador — por isso a constante aqui não depende do
. Na prova, sempre verifique se o
se cancela; se não cancelar, a resposta pode envolver
.
Resposta
d)