Um mol de NOCl é colocado em um recipiente de 4 litros a 25^circ C. O NOCl sofre pequena decomposição formando como produtos NO e Cl2. Se a constante de equilíbrio Kc é 2,0 times 10^-10, quais são as concentrações de todas as espécies no equilíbrio, nesta temperatura?
2 NOCl(g) rightarrow 2 NO(g)+Cl2(g)

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:
2 NOCl(g) rightarrow 2 NO(g)+Cl2(g)
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:
Concentração inicial de NOCl = 1, mol4, L = 0,25, M çã
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:
Kc
Substituindo as concentrações de equilíbrio na expressão:
Kc = [NO]^2 [Cl2][NOCl]^2 = 2,0 times 10^-10

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:
Kc
2,0 times 10^-10

Passo 5

Agora, vamos resolver para $ x $:
x
x^3 = 2,0 times 10^-1064 = 3,125 times 10^-12

Passo 6

Com o valor de $ x $, podemos encontrar as concentrações no equilíbrio:
  • x
  • [Cl2] = x = 1,47 times 10^-4, M
  • [NO] = 2x = 2,94 times 10^-4, M
Como $ x $ é muito pequeno, a concentração de NOCl praticamente não muda.

Resposta

No equilíbrio, as concentrações das espécies são aproximadamente:
  • [NOCl] = 0,25, M
  • [NO] = 2,94 times 10^-4, M
  • [Cl2] = 1,47 times 10^-4, M

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