A constante de equilíbrio para a reação
2 \mathrm{NO}(g)+\mathrm{Br}_{2}(g) \rightleftharpoons 2 \mathrm{NOBr}(g)
é K_{e q}=1,3 \times 10^{-2} a 1.000 K . (a) Calcule K_{e q} para 2 \mathrm{NOBr}(g) \rightleftharpoons 2 \mathrm{NO}(g)+\mathrm{Br}_{2}(g). (b) A essa temperatura, o equilíbrio favorece NO e \mathrm{Br}_{2} ou favorece NOBr ?

Passo 1

O enunciado dá a reação
2\,\mathrm{NO}(g) + \mathrm{Br}_2(g) \rightleftharpoons 2\,\mathrm{NOBr}(g)
com constante de equilíbrio \,K_{\text{eq}}=1,3\times10^{-2} a 1000 K. Pede-se:
(a) a constante de equilíbrio para a reação inversa
2\,\mathrm{NOBr}(g)\rightleftharpoons2\,\mathrm{NO}(g)+\mathrm{Br}_2(g),
e (b) qual lado do equilíbrio é favorecido a essa temperatura. Para isso vamos usar a definição de constante de equilíbrio e a regra de inversão de reações.

Passo 2

Quando invertemos uma reação, a nova constante de equilíbrio K_{\text{inv}} é o inverso da constante original K. Em outras palavras, se
\text{R: }aA\rightleftharpoons bB\quad\text{tem}\quad K,
então para
\text{R}^{-1}:bB\rightleftharpoons aA\quad\text{tem}\quad K_{\text{inv}}=\frac{1}{K}.

Passo 3

Aplicando esse resultado ao nosso caso, temos
K_{\text{rev}} =\frac{1}{K_{\text{fwd}}} =\frac{1}{1,3\times10^{-2}} =7,7\times10^{1}.

Passo 4

Para decidir qual lado é favorecido no equilíbrio, usamos o critério:
  • Se K>1, favorece produtos.
  • Se K<1, favorece reagentes.
No sentido “para frente” (formação de NOBr) temos K_{\text{fwd}}=1,3\times10^{-2}<1, logo favorece reagentes, isto é, \mathrm{NO} e \mathrm{Br}_2. Equivalentemente, no sentido “inverso” K_{\text{rev}}=7,7\times10^{1}>1, o que confirma que o equilíbrio favorece a decomposição em NO e \mathrm{Br}_2.

Resposta

(a) K_{\text{eq}}=7,7\times10^{1}.
(b) O equilíbrio favorece \mathrm{NO} e \mathrm{Br}_2.

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