A Reação 6-8 atinge o equilíbrio em uma solução contendo inicialmente
. Para determinar as concentrações no equilíbrio podemos construir uma tabela mostrando as concentrações iniciais e finais. Utilizando os coeficientes estequiométricos da reação, dizemos que, se
mol de
são formados, então
mol de
e
mol de
também são formados. Para a formação de
mol de
terão de ser consumidos
mol de
e
mol de
.
(a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio, que deverá ser resolvida em função do valor de
, para o cálculo das concentrações finais das espécies em equilíbrio. Não tente resolver a equação.
(b) Sendo
, é razoável supor que a reação será aproximadamente “completa”. Isto é, esperamos que tanto a concentração de
quanto a de
estejam próximas de
no equilíbrio. (Por quê?) Isso significa que
00 M . Para esse valor de
. Entretanto, não podemos dizer que
, porque deve haver uma pequena concentração de
no equilíbrio. Resolva a equação para
, a concentração de
.
é o reagente limitante neste problema. A reação utiliza completamente o
antes de consumir o
.
(a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio, que deverá ser resolvida em função do valor de
(b) Sendo
Passo 1
O enunciado trata de uma reação redox em que, em uma solução inicial de
(0,0100 M),
(0,0100 M) e
(1,00 M), chega-se a um equilíbrio que forma
,
e consome parte dos reagentes. Vamos montar uma tabela ICE (Inicial–Variação–Equilíbrio) em função de um parâmetro
, escrever a expressão de
e, depois, resolver para
no equilíbrio usando
.
Passo 2
Na reação balanceada
seja
a concentração de
(e de
) formada no equilíbrio. As concentrações ficam então:
Para : inicial
, variação
, equilíbrio
.
Para : inicial
, variação
, equilíbrio
.
Para : inicial
, variação
, equilíbrio
.
Para e
: inicial
, variação
, equilíbrio
.
Para
Para
Para
Para
Passo 3
A expressão da constante de equilíbrio é
Esta é a resposta da parte (a).
Passo 4
Para a parte (b), como
é muito grande, a reação vai quase ao máximo permitido pelo reagente limitante, que é
. Cada “mol de reação” consome
de
e como havia
, estima-se
, ou
.
Passo 5
Para resolver exatamente, definimos
Substituindo no
:
Passo 6
Como
, aproximamos
e
. Assim
Calculando
, vem
Resposta
(a)
(b)