Um frasco de 1L é preenchido com
de
e 1,7 mols de
a
. O valor de Kp para essa reação é 50,5 . Quais são as pressões parciais de
e HI no equilíbrio?
atm
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem um frasco de 1 litro cheio com 1,2 mol de
e 1,7 mol de
a uma temperatura de
. A reação que está rolando é:
O que a gente precisa descobrir são as pressões parciais de
,
e
quando o sistema atinge o equilíbrio. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico, a constante de equilíbrio (
) e a Lei dos Gases Ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, porque nas equações de gás a temperatura precisa estar em Kelvin.
Passo 3
Agora, vamos calcular a pressão total inicial no frasco usando a Lei dos Gases Ideais:
Onde:
-
é a pressão total, -
é o volume (1 L), -
é o número total de mols, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
O número total de mols inicialmente é:
Então,
Passo 4
Vamos agora definir as pressões parciais iniciais de cada gás. Como não há HI inicialmente, temos:
Passo 5
Vamos supor que, no equilíbrio, uma certa quantidade
de
e
reage para formar
mols de
. Assim, as pressões no equilíbrio serão:
Passo 6
A constante de equilíbrio
para a reação é dada por:
Substituindo as expressões das pressões:
Passo 7
Resolvendo a equação:
Multiplicando ambos os lados por
:
Essa equação é um pouco complicada para resolver manualmente, então vamos simplificar assumindo que
é pequeno comparado com 70,73 e 100,41. Assim:
Calculando o lado direito:
Então:
Passo 8
Agora, vamos substituir o valor de
nas expressões das pressões no equilíbrio:
Resposta
As pressões parciais no equilíbrio são aproximadamente: