Sejam dadas as múltiplas reações:
Realizadas entre fase gasosa e sólida. Escreva as equações necessárias para a resolução deste problema pelo método das constantes de equilibrio.
Passo 1
Então, vamos lá! Você tem um exercício que envolve três reações químicas entre carbono sólido e outros reagentes no estado gasoso. O conteúdo aqui é sobre equilíbrio químico e constantes de equilíbrio. Para resolver isso, a gente vai precisar entender como escrever as equações das constantes de equilíbrio para cada reação. Vamos destrinchar tudo passo a passo!
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é constante de equilíbrio. Quando uma reação química alcança o equilíbrio, as taxas das reações direta e inversa são iguais. A constante de equilíbrio é uma expressão que relaciona as concentrações dos produtos e reagentes nessa condição de equilíbrio. Ela nos ajuda a prever a direção da reação e a quantidade de produtos e reagentes presentes no equilíbrio.
Passo 3
Agora, vamos olhar para a primeira reação:
Nessa reação, temos carbono sólido (
) reagindo com vapor d’água (
) para formar dióxido de carbono (
) e hidrogênio gasoso (
).
Como a constante de equilíbrio (
) depende das concentrações dos produtos e reagentes, precisamos considerar apenas as espécies gasosas, já que o sólido não aparece na expressão da constante.
Passo 4
Para a primeira reação, a constante de equilíbrio
é dada por:
Aqui, os colchetes
indicam a concentração das espécies gasosas no equilíbrio.
Passo 5
Vamos para a segunda reação:
Nessa, o carbono sólido reage com vapor d’água para formar monóxido de carbono (
) e hidrogênio gasoso (
).
A constante de equilíbrio
para essa reação é:
Passo 6
Por fim, a terceira reação é:
Aqui, o carbono sólido reage com hidrogênio gasoso para formar metileno (
).
A constante de equilíbrio
para essa reação é:
Resposta
As equações das constantes de equilíbrio necessárias são: