São misturados 2 mols de \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} com 3 mols de \mathrm{Cl}_{2(\mathrm{~g})} num recipiente fechado de 2 litros de capacidade, a certa temperatura. Calcular o valor da constante Kc para a formação de \mathrm{HCl}_{(\mathrm{g})}, sabendo que 60 \% do \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} reagiu.
\mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{~g})} \Leftrightarrow 2 \mathrm{HCl}_{(\mathrm{g})}

Passo 1

O enunciado apresenta a reação de equilíbrio
\mathrm{H}_2(g) + \mathrm{Cl}_2(g) \rightleftharpoons 2\,\mathrm{HCl}(g)
com quantidades iniciais de 2 mol de \mathrm{H}_2 e 3 mol de \mathrm{Cl}_2 num recipiente de 2 L. Sabe-se que 60\% do \mathrm{H}_2 reagiu. Queremos calcular a constante de equilíbrio K_c, definida por
K_c = \frac{[\mathrm{HCl}]^2}{[\mathrm{H}_2]\,[\mathrm{Cl}_2]}
onde as concentrações são em mol L ^{{-}1}.

Passo 2

Calcular as quantidades em mol no equilíbrio. Como 60\% de 2 mol de \mathrm{H}_2 reage, temos
\text{mol de }\mathrm{H}_2\text{ consumidos} = 0,60 \times 2 = 1,2\text{ mol}
Logo, em equilíbrio restam
\mathrm{H}_2: 2 - 1{,}2 = 0{,}8\text{ mol},\quad \mathrm{Cl}_2: 3 - 1{,}2 = 1{,}8\text{ mol}
e o \mathrm{HCl} formado, em razão estequiométrica 2 mol de \mathrm{HCl} para cada mol de \mathrm{H}_2, é
2 \times 1{,}2 = 2{,}4\text{ mol}.

Passo 3

Determinar as concentrações em mol L {}^{-1} dividindo pelo volume V=2 L:
[\mathrm{H}_2] = \frac{0{,}8}{2} = 0{,}4\text{ M},\quad [\mathrm{Cl}_2] = \frac{1{,}8}{2} = 0{,}9\text{ M},\quad [\mathrm{HCl}] = \frac{2{,}4}{2} = 1{,}2\text{ M}.

Passo 4

Substituir na expressão de K_c:
K_c = \frac{(1{,}2)^2}{(0{,}4)\,(0{,}9)} = \frac{1{,}44}{0{,}36} = 4{,}0.

Resposta

\;K_c = 4,0

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