Um dos equilíbrios envolvidos na formação da chuva ácida está representado pela equação:
Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6 mols de dióxido de enxofre
e 5 mols de gás oxigênio
. Depois de algum tempo, o sistema atingiu o equilíbrio. O número de mols de trióxido de enxofre
medido foi de 4 mols. Qual o valor aproximado da constante de equilíbrio?
Passo 1
O enunciado dá a reação
e as informações iniciais no recipiente de volume
:
- quantidade inicial de
: mol; - quantidade inicial de
: mol; - quantidade inicial de
: não foi informada (assume-se mol, já que a questão só cita a formação); - no equilíbrio a quantidade de
medida foi mol.
O que o problema pede: calcular o valor aproximado da constante de equilíbrio (isto é,
, usando concentrações mol·L^{-1}).
Passo 2
Vamos montar uma tabela “ICE” (Initial, Change, Equilibrium) usando a variável de avanço da reação
(extensão). A ideia:
mede quantos “pacotes estequiométricos” da reação ocorreram.
Escrevendo as quantidades em mol:
- iniciais:
, , . - variações quando a reação anda no sentido de formação de
: -
consome mol; -
consome mol; -
forma mol.
-
Como no equilíbrio foi medido
mol, temos a relação
Passo 3
Com
calculamos as quantidades em mol no equilíbrio:
Agora passamos para concentrações. Definição prática: concentração
em mol·L^{-1} é
. Como o volume do recipiente é
, as concentrações numéricas coincidem com os mols:
A expressão da constante de equilíbrio
para a reação é (potências iguais aos coeficientes estequiométricos):
Aqui cada
indica concentração em mol·L^{-1}.]
Passo 4
Substituindo os valores no
:
Agora numericamente:
Arredondando de forma razoável para duas casas decimais obtemos
.
Passo 5
Resumo rápido do raciocínio (pra te deixar confiante): usar a estequiometria para encontrar quanto cada espécie muda (a partir de
medido), transformar moles em concentrações (aqui volume
facilita), aplicar a fórmula de
e calcular a razão.