Considere o seguinte sistema em equilíbrio a
:
A análise da mistura de equilíbrio mostrou que, em um recipiente de
de capacidade, há 2,50 mols de
de
e
de
. Calcule a constante de equilíbrio Kc para a reação.
A análise da mistura de equilíbrio mostrou que, em um recipiente de
Passo 1
O enunciado fornece a reação em equilíbrio e as quantidades de substâncias no equilíbrio num recipiente de
:
Informações fornecidas (peguei diretamente do enunciado):
(obs.: o enunciado mostrou
em um ponto, mas na reação aparece
; por consistência com a reação assumo que a quantidade dada é de
.)
O que o problema pede: calcular a constante de equilíbrio
para essa reação, usando as concentrações no equilíbrio.
Passo 2
Converter as quantidades (mols) em concentrações molares
usando a fórmula básica:
onde
é o número de mols e
o volume em litros. Essa fórmula vem da definição de concentração molar (molaridade): número de mols por litro. Vou calcular cada concentração:
Concentração de
:
Concentração de
:
Concentração de
:
Expliquei: cada concentração tem unidades de mol·L
(ou M), e os valores acima são os que usaremos na expressão de
.
Passo 3
Escrever a expressão da constante de equilíbrio
. Para uma reação genérica com coeficientes estequiométricos, cada concentração no numerador/vetor aparece elevada ao seu coeficiente. Para a reação
a expressão de
é:
Expliquei: os expoentes
são exatamente os coeficientes estequiométricos da reação (produto ao quadrado, reagente
ao quadrado,
ao expoente 1).
Passo 4
Substituir as concentrações calculadas e executar as contas passo a passo.
Primeiro o numerador:
Agora o denominador em duas etapas: quadrado de
e multiplicação por
.
Agora dividir numerador pelo denominador:
Mostrei cada multiplicação e divisão de forma que você consiga reproduzir sem calculadora (usar frações exatas ajuda:
, etc.).
Passo 5
Considerando as cifras significativas dos dados iniciais (valores fornecidos com três algarismos significativos), arredondamos
para três algarismos significativos: