O óxido nítrico (NO), um importante contaminador do ar, é formado a partir de seus elementos a altas temperaturas, tais como aquelas obtidas quando a gasolina queima em um motor de automóvel. A 2000^{\circ} \mathrm{C}, Kc para a reação \quad \mathrm{N}_{2(\mathrm{g})}+\mathrm{O}_{2(\mathrm{g})}=2 \mathrm{NO}_{(\mathrm{g})} é 0,10 . Predizer a direção na qual o sistema se deslocará para alcançar o equilíbrio a 2000^{\circ} \mathrm{C} se começar com:
(b) 4,0 \mathrm{~mol} de \mathrm{N}_{2}, 1,0 \mathrm{~mol} de \mathrm{O}_{2} e 0,80 \mathrm{~mol} de NO em um recipiente de 20 litros.

Passo 1

O enunciado trata de equilíbrio químico para a reação
\mathrm{N}_{2(g)} + \mathrm{O}_{2(g)} \rightleftharpoons 2\,\mathrm{NO}_{(g)}
a 2000^\circ\mathrm{C}, com K_c = 0,10. Queremos prever em que sentido o sistema se desloca para atingir o equilíbrio quando, inicialmente, temos 4,0 mol de \mathrm{N}_2, 1,0 mol de \mathrm{O}_2 e 0,80 mol de NO num recipiente de 20 L. Para isso, vamos calcular o quociente de reação Q_c e compará-lo a K_c.

Passo 2

Converter os mols iniciais em concentrações (mol/L):
\displaystyle [\mathrm{N}_2] = \frac{4{,}0}{20} = 0{,}20,
\displaystyle [\mathrm{O}_2] = \frac{1{,}0}{20} = 0{,}050,
\displaystyle [\mathrm{NO}] = \frac{0{,}80}{20} = 0{,}040.

Passo 3

Calcular o quociente de reação
Q_c \;=\;\frac{[\mathrm{NO}]^2}{[\mathrm{N}_2]\,[\mathrm{O}_2]} \;=\;\frac{(0{,}040)^2}{0{,}20\;\times0{,}050} \;=\;\frac{0{,}0016}{0{,}010} \;=\;0{,}16.

Passo 4

Comparando Q_c = 0{,}16 com K_c = 0{,}10: como Q_c > K_c, há excesso de produtos e o sistema se desloca no sentido de consumir NO e formar \mathrm{N}_2 e \mathrm{O}_2, ou seja, desloca-se para a esquerda até o equilíbrio.

Resposta

O sistema desloca-se para a esquerda (forma \mathrm{N}_2 e \mathrm{O}_2).

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