Em um reator com 5 L são colocados
de ácido acético (
) com
de álcool etílico (
), a
, e espera-se atingir o equilíbrio. Sendo o valor de
, nessa temperatura, igual a
, quais as concentrações de ácido acético e acetato de etila
no equilíbrio?
Passo 1
O enunciado trata de um equilíbrio químico em fase gasosa, excluindo a água líquida do quociente de reação. O volume do reator é de
. Foram colocados inicialmente
mol de ácido acético e
mol de etanol, e não há éster presente. A constante de equilíbrio em concentração é
. Queremos calcular as concentrações, no equilíbrio, de ácido acético
e de acetato de etila
.
Passo 2
Chamando de
o avanço da reação (em mol), temos as seguintes quantidades no equilíbrio:
As concentrações (em mol L
) são
Passo 3
A expressão de
para
é
Igualando a
, obtemos a equação:
Passo 4
Multiplicando ambos os lados por
resulta
Reorganizando:
Multiplicando por 25:
Passo 5
Resolvendo a equação quadrática
dá duas raízes:
mol (impossível) e
mol (válida, pois
). Logo,
mol.
Passo 6
As concentrações no equilíbrio são
Resposta
A concentração de ácido acético em equilíbrio é
e a de acetato de etila é
.