- (AUTOTESTE 9.13B - pg495). O gás cloreto de hidrogênio
é adicionado a um recipiente contendo iodo sólido
até sua concentração atingir
. Assuma que ainda resta
. Na temperatura do experimento,
. Qual é a composição da mistura no equilíbrio?
Passo 1
O enunciado nos dá as seguintes informações e pergunta claramente o que devemos achar:
- Reação fornecida:
. - Concentração inicial de
: (peguei este número do enunciado). - Diz-se que ainda resta
(há sólido em excesso). - Constante de equilíbrio:
(peguei este valor do enunciado).
O que o enunciado pede: “Qual é a composição da mistura no equilíbrio?” — ou seja, encontrar as concentrações no equilíbrio dos gases (pelo menos de
e
) e indicar que o sólido
permanece.
Passo 2
Entendendo a expressão de
e o papel dos sólidos.
- Regra importante: a atividade de um sólido puro é
. Portanto, quando há um sólido na reação, sua concentração não aparece na expressão de . - Observando a reação:
aparece em ambos os lados da equação com coeficiente estequiométrico igual. Ao escrever a expressão de esses termos vão se cancelar.
Vamos escrever a expressão de
diretamente. Para a reação dada, a expressão geral seria (produto dividido por reagente), excluindo o sólido:
Agora cancela-se
no numerador e denominador:
Esse é um passo conceitual central: com a equação tal como está e com
sólido, o valor de
é igual à concentração de
no equilíbrio.
Passo 3
Montando um quadro “ICE” (Initial, Change, Equilibrium) e usando a relação encontrada.
- Inicialmente:
-
(dado). -
(não foi informado que já havia HI; assumimos zero inicial). -
sólido presente (atividade ).
-
- Se surgir
no equilíbrio, chamamos essa concentração formada de , então . - Observação sobre
: qualquer consumo de no sentido direto é imediatamente compensado porque há também no produto com igual coeficiente. Assim o efeito estequiométrico líquido sobre é nulo — em outras palavras, não muda por esse equilíbrio e permanece .
Agora aplicamos a relação obtida no Passo 2:
Portanto
Passo 4
Interpretação física e verificação rápida.
- O valor de
é extremamente pequeno ( ), ou seja, praticamente não se forma sob essas condições. Isso está de acordo com o muito pequeno: equilíbrio deslocado fortemente para a esquerda. -
permanece essencialmente igual ao valor inicial porque seu termo cancelou na expressão de equilíbrio (logo sua concentração não é alterada por esse equilíbrio). - O enunciado afirmava que ainda resta
; essa informação é compatível com termos sólidos sendo excluídos da expressão de .
Pequeno incentivo: é normal ficar confuso quando um reagente aparece nos dois lados da equação — aí costuma acontecer esse cancelamento e a constante acaba fixando diretamente a concentração de outro produto. Isso é até bom: simplifica o cálculo!