Para a reação de formação do
a partir de oxigênio molecular
,
a 4200 K .
Determine a composição (expressa em fração molar dos componentes) na mistura em equilíbrio a 4200K e 3,00 bar.
Determine a composição (expressa em fração molar dos componentes) na mistura em equilíbrio a 4200K e 3,00 bar.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a reação é
em
O que a gente quer é a composição em equilíbrio (frações molares de
Pra resolver isso, você vai precisar:
- Saber usar
- Entender extensão de reação (
- Ligar
Passo 2
Primeiro, convertemos
em joules e usamos
Como
$$K_p = \exp!\Bigl(-\tfrac{-26810}{8{,}314\times4200}\Bigr)
=\exp\bigl(0{,}7677\bigr)\approx2{,}15.$$
Passo 3
Agora a gente faz o “tabelão” com extensão de reação
. Vamos supor que a gente começou com 1 mol de
e 0 mol de
:
- Inicial:
, . - Variação:
consome , forma . - Equilíbrio:
Passo 4
Como gás ideal,
e fracção molar
.
O quociente é
O quociente
Em equilíbrio
, ou seja
Passo 5
Vamos simplificar essa equação. Colocando
e elevando ao quadrado, dá
Logo
$$3\xi^2 =4{,}64\Bigl(1-\frac{\xi^2}{4}\Bigr)
;\Longrightarrow;3\xi^2=4{,}64 -1{,}16,\xi^2
;\Longrightarrow;\xi^2=\frac{4{,}64}{3+1{,}16}\approx1{,}12
;\Longrightarrow;\xi^2=\frac{4{,}64}{3+1{,}16}\approx1{,}12
;\Longrightarrow;\xi\approx1{,}06.$$
Passo 6
Com
:
As frações molares são
$$y_{O_2}=\frac{0{,}47}{1{,}53}\approx0{,}31,\qquad
y_O=\frac{1{,}06}{1{,}53}\approx0{,}69.$$
Resposta
Fração molar de
e de
em equilíbrio.