Dado \mathrm{Kp}=2,21 \cdot 10^{4} \mathrm{em} 25^{\circ} \mathrm{C} para a equação
2 \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})} \rightleftharpoons \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{g})}
descreva em que direção a mistura reacional procederá para \mathrm{P}_{\mathrm{CH} 3 \mathrm{OH}}=10,0 bar, \mathrm{P}_{\mathrm{H} 2}=0,10 bar e \mathrm{P}_{\mathrm{co}}=0,0050 bar até alcançar o equilíbrio.

Passo 1

O enunciado fornece a constante de equilíbrio em termos de pressão K_p=2,21\times10^{4} a 25^\circ\mathrm{C} para a reação
2\,\mathrm{H}_{2(\mathrm{g})} + \mathrm{CO}_{(\mathrm{g})} \rightleftharpoons \mathrm{CH}_{3}\mathrm{OH}_{(\mathrm{g})}.
São dadas as pressões parciais iniciais P_{\mathrm{CH_3OH}}=10,0,bar, P_{\mathrm{H_2}}=0,10,bar e P_{\mathrm{CO}}=0,0050,bar.
O objetivo é calcular o quociente de reação Q_p, compará-lo com K_p e, a partir disso, determinar para que lado a mistura se desloca até o equilíbrio.

Passo 2

Escrevemos a expressão do quociente de reação em termos de pressões:
\mathrm{Q_p} \;=\;\frac{P_{\mathrm{CH_3OH}}}{P_{\mathrm{H_2}}^{2}\,P_{\mathrm{CO}}}.

Passo 3

Substituímos os valores fornecidos:
P_{\mathrm{H_2}}^{2}\,P_{\mathrm{CO}} =\;(0,10)^{2}\times0,0050 =0,01\times0,0050 =5,0\times10^{-5}
\mathrm{Q_p} =\frac{10,0}{5,0\times10^{-5}} =2,0\times10^{5}.

Passo 4

Comparamos \mathrm{Q_p}=2,0\times10^{5} e \mathrm{K_p}=2,21\times10^{4}.
Como \mathrm{Q_p}>\mathrm{K_p}, o sistema está com excesso de produtos e, para atingir o equilíbrio, deve reagir no sentido inverso (formando reagentes).

Resposta

A reação se deslocará no sentido inverso (formando \mathrm{H_2} e \mathrm{CO}), consumindo \mathrm{CH_3OH} até alcançar o equilíbrio.

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