Em um recipiente de
foram adicionados
de gás cloro e
de vapor d’água, que reagiram conforme a reação:
. No equilíbrio, foram detectados
de oxigênio.
(a) Qual o valor de Kc ?
(b) Supondo a temperatura de
, qual o valor de Kp?
R.
(a) Qual o valor de Kc ?
(b) Supondo a temperatura de
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
-
Dados fornecidos:
- Volume do recipiente:
. - Massa de cloro adicionada:
. - Massa de vapor d’água adicionada:
. - Reação química:
- No equilíbrio, foi detectada a concentração de oxigênio
. - Temperatura para o item (b):
.
- Volume do recipiente:
-
O que o enunciado pede:
- (a) Calcular
(constante de equilíbrio em concentração). - (b) Calcular
à temperatura dada.
- (a) Calcular
Passo 2
Calcular as quantidades iniciais (moles) e as concentrações iniciais antes do equilíbrio.
-
Massas molares aproximadas usadas:
-
. -
(aprox. ).
-
-
Moles iniciais:
- Concentrações iniciais (mol/L), dividindo pelo volume
:
Passo 3
Montar a tabela ICE (Initial — Change — Equilibrium) usando a informação de que
.
Se chamarmos a extensão de reação tal que a concentração de
formada seja
, então do enunciado sabemos:
Pelos coeficientes estequiométricos:
-
diminui em . -
diminui em . -
cresce em .
Portanto:
Passo 4
Calcular numericamente as concentrações de equilíbrio (fazer as subtrações explícitas; não pular etapas).
- Primeiro calcule
e :
- Agora as concentrações de equilíbrio:
(As subtrações mudam pouco os valores iniciais porque
é muito pequeno.)
Passo 5
Escrever a expressão da constante de equilíbrio
para a reação e explicar cada termo.
Para a reação
a expressão de
é
Neste formato:
- cada
significa concentração molar em (mol·L^{-1}); - os expoentes são os coeficientes estequiométricos dos respectivos gases.
Passo 6
Calcular numericamente
fazendo as potências e as multiplicações passo a passo.
-
Calcular
: Primeiro.
Assim -
Multiplicar por
:
- Calcular o denominador
:
- Finalmente:
Arredondando com três algarismos significativos:
Passo 7
Explicar a relação entre
e
e calcular
.
-
Fórmula de conversão quando gases e
são dadas em concentração (mol·L^{-1}): ondeé a variação no número de mols gasosos (produtos menos reagentes). Aqui: Portanto. -
Valores numéricos:
- Constante dos gases numa unidade compatível com concentrações em mol·L^{-1} e pressões em atm:
. -
. - Assim
- Constante dos gases numa unidade compatível com concentrações em mol·L^{-1} e pressões em atm:
-
Cálculo de
:
Passo 8
Resumo final dos valores calculados e breve comentário de incentivo.
- Os valores finais obtidos são
muito pequeno, o que indica que, nas condições dadas, o equilíbrio favorece fortemente os reagentes (pouca formação de produtos). - Boa! Mesmo parecendo números pequenos, o procedimento é sempre o mesmo: passar massas para mols, para concentrações, montar ICE com a informação dada, escrever
e calcular. Vai dar certo na prova se você reproduzir esses passos com calma.