A reação de preparação da amônia a partir do hidrogênio e do nitrogênio é um processo bastante importante para a fixação do nitrogênio sob a forma de sais, pois, sob a forma existente na atmosfera (
), ele é praticamente inerte e não pode ser facilmente utilizado. Em um laboratório, mantendo-se a temperatura constante, 5 mol de
e 8 mol de
foram inseridos em um balăo de 10 L para reagir. Sabendo-se que, quando o equilibrio foi atingido, havia
de
, qual é o valor da constante de equilibrio nessa temperatura?
Passo 1
O enunciado trata da síntese da amônia pela reação
em temperatura constante, num balão de volume
L, com
mol de
e
mol de
inicialmente, e ao equilíbrio há
mol de
. Queremos calcular a constante de equilíbrio
nessa temperatura. Para isso vamos:
- Converter moles iniciais em concentrações iniciais.
- Determinar o avanço da reação a partir da amônia formada e achar as concentrações de equilíbrio.
- Aplicar a expressão de
.
Passo 2
As concentrações iniciais em mol/L são
Passo 3
Seja
o avanço da reação. Como se formam
mol de
para cada
, temos
Logo as variações e as concentrações de equilíbrio são:
Passo 4
A expressão de
para
é
é
Substituindo os valores de equilíbrio:
Resposta
O valor da constante de equilíbrio é aproximadamente
.