Em um recipiente foram adicionadas quantidades conhecidas de
e de
, deixando que o sistema alcançasse o equilíbrio de reação a 1000 K e 2,00 bar (pressão total), segundo a reação em fase gasosa,
As frações molares
na mistura em equilíbrio obtidas foram iguais a
e
.
Se
do componente
for adicionado ao sistema reacional contendo a mistura em equilíbrio acima, a T e V constantes, qual será o efeito sobre o equilíbrio do sistema: formaria mais ou menos produto? Demonstre e explique avaliando qual o efeito da adição sobre o valor do cociente de reação (
).
Se
Passo 1
Beleza, o que o exercício pede? A gente tem o equilíbrio gasoso
2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g)
a 1000 K e 2,00 bar, com frações molares em equilíbrio:
x(SO₂)=0,310; x(O₂)=0,250; x(SO₃)=0,440.
Aí jogam 1,00 mol de O₂ extra, mantendo T e V, e querem saber se vai rolar mais SO₃ ou menos, olhando pra mudança do quociente de reação .
Conteúdo: equilíbrio químico gasoso, Kₚ, Qₚ e Princípio de Le Chatelier.
2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g)
a 1000 K e 2,00 bar, com frações molares em equilíbrio:
x(SO₂)=0,310; x(O₂)=0,250; x(SO₃)=0,440.
Aí jogam 1,00 mol de O₂ extra, mantendo T e V, e querem saber se vai rolar mais SO₃ ou menos, olhando pra mudança do quociente de reação
Conteúdo: equilíbrio químico gasoso, Kₚ, Qₚ e Princípio de Le Chatelier.
Passo 2
Primeiro a teoria rapidinho:
– Em equilíbrio a uma dada T e P, existe uma constante Kₚ definida por
– Em equilíbrio a uma dada T e P, existe uma constante Kₚ definida por
onde
.
– Se a gente perturba o sistema (por ex. adiciona O₂), o quociente de reação passa a valer o mesmo tipo de expressão, mas usando as novas pressões parciais.
– Regra chave:
• Se , o sistema “precisa” produzir mais produtos → desloca pra direita.
• Se , desloca pra esquerda.
– Se a gente perturba o sistema (por ex. adiciona O₂), o quociente de reação
– Regra chave:
• Se
• Se
Passo 3
Calcular
com os dados de equilíbrio:
, então
Substituindo
,
,
e
bar:
Passo 4
Agora vamos ver o
logo depois de adicionar 1 mol de O₂.
Suponha que, antes da adição, havia moles totais em equilíbrio:
Suponha que, antes da adição, havia
- n(SO₂)=0.310 N
- n(O₂)=0.250 N
- n(SO₃)=0.440 N
Depois de pôr +1 mol de O₂:
- n′(SO₂)=0.310 N
- n′(O₂)=0.250 N + 1
- n′(SO₃)=0.440 N
- N′=N+1
As novas frações molares são
Logo
Para comparar com
, veja
Ou seja,
e, como
, então
Passo 5
Conclusão rápida:
fica menor que
. Isso significa que o sistema não tem “produto” suficiente pra atingir o valor da constante, então desloca para a direita, gerando mais SO₃ até restabelecer
.
Resposta
Depois de adicionar 1,00 mol de O₂ a T e V constantes, o quociente de reação
cai abaixo de
, portanto o equilíbrio desloca para a direita e será formado mais produto (SO₃).