Uma mistura de 0,10 mol de 
  de 
  e 
  de 
  é colocada em um recipiente de 
  a 300 K . O seguinte equilibrio é estabelecido: 
  No equilibrio, 
  atm. (a) Calcule as pressões parciais de 
  e 
 . 
  
  e 
  (b) Calcule 
 
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício de equilíbrio químico onde uma mistura de gases é colocada em um recipiente e chega a um ponto de equilíbrio. A matéria envolvida aqui é o equilíbrio químico, onde as concentrações dos reagentes e produtos se estabilizam. Para resolver esse exercício, vamos precisar entender como calcular as pressões parciais dos gases envolvidos e, depois, usar essas pressões para encontrar a constante de equilíbrio 
 .
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as substâncias envolvidas e suas quantidades iniciais:
- 0,10 mol de NO
 - 0,05 mol de H₂
 - 0,10 mol de H₂O
 
Esses estão em um recipiente de 1,0 L a 300 K. O equilíbrio químico que se estabelece é:
No equilíbrio, a pressão parcial do NO está dada como 
 . Precisamos encontrar as pressões parciais de H₂, N₂ e H₂O.
Passo 3
Vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar as pressões parciais. A fórmula é:
Onde:
- 
é a pressão  - 
é a quantidade de mols  - 
é a constante dos gases (0,0821 L·atm/mol·K)  - 
é a temperatura (300 K)  - 
é o volume (1,0 L)  
Mas antes disso, precisamos entender como as quantidades de mols mudam até o equilíbrio.
Passo 4
Vamos definir uma variável 
  que representa a mudança na quantidade de mols de NO que reage:
Para cada 2 mols de NO que reagem, 2 mols de H₂ reagem, formando 1 mol de N₂ e 2 mols de H₂O.
Portanto, podemos expressar as quantidades no equilíbrio:
- 
:  - 
:  - 
:  - 
:  
Passo 5
Sabemos que no equilíbrio 
 . Vamos usar a Lei dos Gases Ideais para relacionar isso com a quantidade de mols.
Substituindo os valores:
Vamos resolver para 
 :
Passo 6
Agora que temos 
 , vamos calcular as pressões parciais das outras substâncias:
- 
:  - 
:  - 
:  
Agora, aplicamos a Lei dos Gases Ideais para cada:
Calculando cada pressão:
Resposta
As pressões parciais no equilíbrio são: