A substância tetróxido de dinitrogênio se comporta como um gás acima de 25 graus Celsius. A constante de equilíbrio, Kc, para a reação de dissociação desta substância em dióxido de nitrogênio, nesta temperatura é de 170. Suponha que foram colocadas 16,0 g de tetróxido de dinitrogênio, em um frasco de 5,00 litros, nesta temperatura. Determine a quantidade de óxido de nitrogênio (IV), em mols, presente no equilíbrio.
Passo 1
O enunciado diz que o tetróxido de dinitrogênio (N₂O₄) se dissocia segundo
a 25 °C, com constante de equilíbrio
. Colocamos 16,0 g de N₂O₄ num frasco de 5,00 L e queremos saber quantos mols de NO₂ estarão em equilíbrio.
Matéria: Equilíbrio químico e constante de equilíbrio em concentrações. Vamos precisar de:
Matéria: Equilíbrio químico e constante de equilíbrio em concentrações. Vamos precisar de:
- calcular a concentração inicial de N₂O₄;
- montar tabela ICE (Inicial/Change/Equilíbrio);
- usar
e resolver para a mudança; - achar a concentração de NO₂ e transformar em mols.
Passo 2
Calcular quantos mols de N₂O₄ temos inicialmente:
massa molar do N₂O₄ ≃ 2·14,01 + 4·16,00 = 92,02 g/mol
massa molar do N₂O₄ ≃ 2·14,01 + 4·16,00 = 92,02 g/mol
Como o volume é 5,00 L, a concentração inicial é
Passo 3
Montamos a tabela ICE (concentrações em M):
– Inicial: [N₂O₄] = 0,0348 ; [NO₂] = 0
– Variação: N₂O₄ perde → fica
NO₂ ganha → fica
– Equilíbrio:
– Variação: N₂O₄ perde
NO₂ ganha
– Equilíbrio:
Passo 4
Escrevemos a expressão de
:
Isso dá
Calculando o termo constante:
.
Então a equação é
Então a equação é
Resolvendo por Bhaskara:
(a raiz negativa dá concentração negativa, descartamos).
Passo 5
A concentração de NO₂ no equilíbrio é
:
Como o volume é 5,00 L, o número de mols de NO₂ é
Resposta
0,363 mol de NO₂.