O óxido nítrico (NO) reage rapidamente com o gás cloro como segue:
2 \mathrm{NO}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{~g})} \rightleftharpoons 2 \mathrm{NOCl}_{(\mathrm{g})}
A 700 K a constante de equilíbrio para essa reação é 0,26 . Determine o comportamento das seguintes misturas a essa temperatura:
P_{\mathrm{NO}}=0,15 \mathrm{~atm} ; P_{\mathrm{Cl} 2}=0,20 \mathrm{~atm} e P_{\mathrm{NOCl}}=5,1 \times 10-
{ }^{3} atm. Q=5,7 \times 10^{-3}

Passo 1

O enunciado nos dá a reação química
2\,\mathrm{NO}_{(g)} + \mathrm{Cl}_{2\,(g)} \rightleftharpoons 2\,\mathrm{NOCl}_{(g)}
em que a constante de equilíbrio em termos de pressão é K_{p}=0,26 a 700\\ \mathrm{K}. As pressões iniciais são \;P_{\mathrm{NO}}=0,15\\ \mathrm{atm}, \;P_{\mathrm{Cl}_{2}}=0,20\\ \mathrm{atm} e \;P_{\mathrm{NOCl}}=5,1\times10^{-3}\\ \mathrm{atm}.
Queremos saber em que direção a mistura se desloca para atingir o equilíbrio → conteúdo: equilíbrio gasoso e quociente de reação Q_{p}.

Passo 2

Para qualquer reação gasosa do tipo
aA + bB \rightleftharpoons cC + dD
define-se
K_{p} = \frac{(P_{C})^{c}\,(P_{D})^{d}}{(P_{A})^{a}\,(P_{B})^{b}}
e o quociente de reação em uma dada condição é
Q_{p} = \frac{(P_{C})^{c}\,(P_{D})^{d}}{(P_{A})^{a}\,(P_{B})^{b}}.
No nosso caso
Q_{p} = \frac{(P_{\mathrm{NOCl}})^{2}}{(P_{\mathrm{NO}})^{2}\,P_{\mathrm{Cl}_{2}}}.

Passo 3

Substituindo as pressões fornecidas em Q_{p}:
Q_{p} = \frac{\bigl(5,1\times10^{-3}\bigr)^{2}}{(0,15)^{2}\,(0,20)} = \frac{2,601\times10^{-5}}{0,0045} \approx 5,8\times10^{-3}.

Passo 4

Comparamos Q_{p} e K_{p}:
Q_{p}\approx5,8\times10^{-3} \;<\; K_{p}=0,26.
Como Q_{p}<K_{p}, a reação ainda não gerou produtos suficientes e, para atingir o equilíbrio, deve deslocar-se no sentido direto (formar mais \mathrm{NOCl}).

Resposta

A reação se desloca no sentido direto, formando mais \mathrm{NOCl}.

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