A reação a seguir apresenta as seguintes leis de velocidade: CO 9 g
Sendo que
e
representam as leis de velocidade da reação direta e da reação inversa respectivamente. Dado que:
e
.
a. Qual a Keq para a reação dada?
b. Dado que foram adicionados
de CO e
de
. Qual será a concentração de todas as espécies envolvidas na reação ao ser atingido o equilíbrio?
a. Qual a Keq para a reação dada?
b. Dado que foram adicionados
Passo 1
O enunciado descreve a reação
e nos dá as leis de velocidade para a reação direta e inversa:
O conteúdo é cinética e equilíbrio químico. Para a letra (a) vamos usar que, em equilíbrio, a razão das constantes cinéticas direta e inversa é a constante de equilíbrio
. Para a (b) usaremos uma tabela ICE (Initial, Change, Equilibrium) e a expressão de
para resolver a concentração em equilíbrio.
Passo 2
Em equilíbrio, a velocidade direta iguala a velocidade inversa, isto é,
. Logo,
e a constante de equilíbrio é
Passo 3
Substituindo
e
, obtemos
Passo 4
Para a parte (b), iniciamos com concentrações iniciais:
Se a reação avança de
mol/L, em equilíbrio teremos:
Passo 5
Aplicamos a expressão de
:
Multiplicando ambos os lados por
e reorganizando, obtemos a equação quadrática
Passo 6
Calculamos o discriminante
:
As raízes são
Isso dá
e
. Como
não pode exceder as concentrações iniciais de reagentes,
é a única física.
Passo 7
Então as concentrações em equilíbrio são:
Resposta
a.
.
b.
b.