Um mol de NOCl é colocado em um recipiente de 4 litros a
. O NOCl sofre pequena decomposição formando como produtos
e
. Se a constante de equilíbrio Kc é
, quais são as concentrações de todas as espécies no equilíbrio, nesta temperatura?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente tem um mol de NOCl colocado em um recipiente de 4 litros a 25°C. O NOCl pode se decompor em NO e Cl₂, conforme a reação:
Nosso objetivo é encontrar as concentrações de todas as espécies no equilíbrio, sabendo que a constante de equilíbrio $ K_c $ é $ 2,0 \times 10^{-10} $. Para isso, vamos usar o conceito de equilíbrio químico e montar uma tabela de ICE (Inicial, Mudança, Equilíbrio).
Passo 2
Primeiro, vamos calcular as concentrações iniciais das substâncias. Temos 1 mol de NOCl em 4 litros, então a concentração inicial de NOCl é:
Inicialmente, não temos NO e Cl₂, então suas concentrações são 0.
Espécie | Inicial (M) | Mudança (M) | Equilíbrio (M) |
---|---|---|---|
NOCl | 0,25 | -2x | 0,25 - 2x |
NO | 0 | +2x | 2x |
Cl₂ | 0 | +x | x |
Passo 3
Agora, vamos montar a expressão da constante de equilíbrio $ K_c $ para a reação:
Substituindo as concentrações de equilíbrio na expressão:
Passo 4
Vamos simplificar a equação. Como $ K_c $ é muito pequeno ($ 2,0 \times 10^{-10} $), isso indica que a reação favorece bastante os reagentes, ou seja, a quantidade de NOCl que se decompõe é muito pequena. Portanto, podemos considerar que $ 2x $ é bem menor que 0,25 e aproximar $ 0,25 - 2x \approx 0,25 $.
Então, a equação fica:
Passo 5
Agora, vamos resolver para $ x $:
Passo 6
Com o valor de $ x $, podemos encontrar as concentrações no equilíbrio:
Como $ x $ é muito pequeno, a concentração de NOCl praticamente não muda.
Resposta
No equilíbrio, as concentrações das espécies são aproximadamente: