Em um recipiente foram adicionadas quantidades conhecidas de SO2 e de O2, deixando que o sistema alcançasse o equilíbrio de reação a 1000 K e 2,00 bar (pressão total), segundo a reação em fase gasosa,
2 SO2(g)+O2(g) <=ftharpoons 2 SO3(g)
As frações molares (x) na mistura em equilíbrio obtidas foram iguais a
x(SO2)=0,310, x(O2)=0,250 e x(SO3)=0,440
Escreva a expressão (literal) da constante de equilíbrio em termos de pressão parcial (Kp^o) e determine o valor dessa constante para a reação na temperatura dada.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular a questão. A reação em fase gasosa é
2,SO2(g) + O2(g) ;<=ftharpoons; 2,SO3(g)
Estamos a 1000 K e 2,00 bar de pressão total e, no equilíbrio, as frações molares valem
x(SO2)=0,310, x(O2)=0,250, x(SO3)=0,440
O que precisamos:
  • Saber como se define a constante de equilíbrio em termos de pressões parciais ( ).
  • Calcular o valor numérico de a partir dessas frações e da pressão total.

Passo 2

Teoria do aA + bB <=ftharpoons cC + dD: para uma reação genérica
Kp = (PC)^c,(PD)^d(PA)^a,(PB)^b,
a constante em pressão é
onde é a pressão parcial de cada gás. Aqui, como temos padrão de 1 bar, a forma reduzida (adimensional) é chamada de , mas basta usar as pressões em bar porque dividimos todas por 1 bar.

Passo 3

Agora, como é que a gente acha cada pressão parcial?
  • Pressão total: Pi = xi,Prm tot bar.
  • Fração molar de cada gás: PSO2 = 0,310times2,00 = 0,62;bar,.
  • Relação entre fração molar e pressão parcial (lei dos gases ideais em mistura): PO2 = 0,250times2,00 = 0,50;bar,
    Então:
    PSO3 = 0,440times2,00 = 0,88;bar

Passo 4

Agora monta a expressão de Kp^o ;=;l(PSO3r)^2l(PSO2r)^2,l(PO2r) =(0,88)^2(0,62)^2,(0,50) pra nossa reação:
$$K_p^o ;=;\frac{\bigl(P_{\mathrm{SO}3}\bigr)2}{\bigl(P_{\mathrm{SO}_2}\bigr)2,\bigl(P{\mathrm{O}_2}\bigr)}
=\frac{(0{,}88)2}{(0{,}62)2,(0{,}50)}.K_p^o = \frac{0{,}7744}{0{,}1922} \approx 4{,}03.$$

Resposta

A expressão de Kp^o = l(PSO3r)^2l(PSO2r)^2,l(PO2r), em termos de pressões parciais é
boxedKp^o approx 4,03
e o valor numérico a 1000 K e 2,00 bar é aproximadamente

Exercícios relacionados