Balanceie as seguintes equações usando os menores coeficientes inteiros e depois escreva a expressão do equilíbrio K de cada uma das reações:
(c) \mathrm{N}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{5}(\mathrm{~g})

Passo 1

Temos a reação em fase gasosa
\mathrm{N}_{2}(\mathrm{g}) + \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) \rightleftharpoons \mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{5}(\mathrm{g})
e precisamos:
– Balancear conservando o número de átomos de nitrogênio e oxigênio.
– Escrever a expressão do equilíbrio K (lei da ação das massas) em termos das atividades (ou pressões parciais) dos gases.

Passo 2

Definimos os coeficientes estequiométricos genéricos
x\,\mathrm{N}_{2} + y\,\mathrm{O}_{2} \rightleftharpoons z\,\mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{5}.
Pela conservação de átomos de nitrogênio:
2x = 2z \;\Rightarrow\; x = z.
Pela conservação de oxigênio:
2y = 5z \;\Rightarrow\; y = \tfrac{5}{2}\,z.
Para eliminar frações, escolhemos z=2, então x=2 e y=5. Logo o balanço inteiro mínimo é
2\,\mathrm{N}_{2}(\mathrm{g}) + 5\,\mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) \rightleftharpoons 2\,\mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{5}(\mathrm{g}).

Passo 3

Pela lei da ação das massas, a expressão do equilíbrio para
2\,\mathrm{N}_{2} + 5\,\mathrm{O}_{2} \rightleftharpoons 2\,\mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{5}
é
K \;=\;\frac{a_{\mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{5}}^{2}}{\,a_{\mathrm{N}_{2}}^{2}\;a_{\mathrm{O}_{2}}^{5}\!}\!,
onde a_i são as atividades (para gases ideais a_i\approx P_i/P^\circ, mas a forma geral acima vale).

Resposta

Balanceamento:
2\,\mathrm{N}_{2}(\mathrm{g}) + 5\,\mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) \rightleftharpoons 2\,\mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{5}(\mathrm{g})
Expressão do equilíbrio:
K = \frac{a_{\mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{5}}^{2}}{a_{\mathrm{N}_{2}}^{2}\,a_{\mathrm{O}_{2}}^{5}}.

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