Dissolve-se uma quantidade de amônia suficiente em 5 litros de água para produzir uma solução de
de amônia
. A solução é mantida até que atinja o equilíbrio. A análise da mistura em equilíbrio mostra que a concentração de
é de
. Calcule o valor de Kc a
para a reação:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de química onde dissolve-se amônia (
) em água para formar uma solução. O problema nos dá a quantidade de amônia na solução inicial e, depois de um tempo, chega ao equilíbrio onde a concentração de íons hidroxila (
) é conhecida. Precisamos calcular a constante de equilíbrio
para a reação:
Vamos precisar entender conceitos de equilíbrio químico, concentração molar e como calcular
.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as informações que temos:
- Volume da solução: 5 litros
- Concentração inicial de
: - Concentração de
em equilíbrio:
A constante de equilíbrio
para essa reação é dada por:
Passo 3
Vamos calcular a quantidade de
inicialmente presente na solução. Como a concentração é
e o volume é 5 litros:
Passo 4
No equilíbrio, parte da
reage para formar
e
. A concentração de
no equilíbrio é
, o que significa que:
Como o volume da solução é 5 litros, a quantidade de
formada é:
Passo 5
A reação consume uma molécula de
para formar uma molécula de
. Portanto, a quantidade de
que reagiu é igual à quantidade de
formada:
Passo 6
Agora, vamos calcular a concentração de
no equilíbrio:
Então, a concentração de
no equilíbrio é:
Passo 7
Também sabemos que, no equilíbrio, a concentração de
é igual à concentração de
formada:
Passo 8
Agora, podemos usar a expressão da constante de equilíbrio
:
Substituindo os valores que encontramos:
Passo 9
Vamos calcular:
Resposta
A constante de equilíbrio
para a reação dada a
é aproximadamente
.