Considere a reação: \mathbf{3 N O}_{(\mathrm{g})} \leftrightarrows \mathbf{N O}_{2(\mathrm{~g})}+\mathbf{N}_{2} \mathbf{O}_{(\mathrm{g})} .1,75 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} de No gasoso é adicionado em um balão. Após 2 horas de reação, observou-se que a reação atingiu o estado de equilíbrio e as concentrações das espécies foram determinadas: \mathrm{NO}= 0,985 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}, \mathrm{NO}_{2}=0,380 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} e \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}=0,380 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}. Determine a constante de equilíbrio (K) para essa reação. O processo favorece os reagentes ou os produtos? Determine a constante para a reação inversa.

Passo 1

O enunciado apresenta a reação de equilíbrio
3\,\mathrm{NO}_{(g)} \;\leftrightarrows\;\mathrm{NO}_2{}_{(g)}+\mathrm{N}_2\mathrm{O}_{(g)}
com concentração inicial de \mathrm{NO} igual a 1,75,mol L ^{-1}. No equilíbrio, mediu-se \mathrm{[NO]}=0,985,mol L ^{-1}, \mathrm{[NO_2]}=0,380,mol L ^{-1} e \mathrm{[N_2O]}=0,380,mol L ^{-1}.
Precisamos calcular a constante de equilíbrio K_c, dizer se favorece reagentes ou produtos, e determinar a constante da reação inversa.

Passo 2

Para a reação
3\,\mathrm{NO} \;\leftrightarrows\;\mathrm{NO}_2 + \mathrm{N}_2\mathrm{O}
a expressão da constante de equilíbrio em termos de concentrações é
K_c \;=\;\frac{[\mathrm{NO}_2]\,[\mathrm{N}_2\mathrm{O}]}{[\mathrm{NO}]^3}.

Passo 3

Substituindo os valores de equilíbrio:
\text{numerador} = (0,380)\times(0,380)=0,1444
\text{denominador} = (0,985)^3 =0,985^2\times0,985 =0,9702\times0,985 \approx0,9557
Logo,
K_c = \frac{0,1444}{0,9557}\approx0,151

Passo 4

Como K_c<1, a concentração dos reagentes no equilíbrio é maior que a dos produtos. Logo, o processo favorece os reagentes.

Passo 5

A constante para a reação inversa é o recíproco de K_c:
K_{\text{inv}} = \frac{1}{K_c} \approx \frac{1}{0,151}\approx6,62

Resposta

K_c\approx0,151, o equilíbrio favorece os reagentes, e a constante da reação inversa é K_{\text{inv}}\approx6,62.

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