O tetróxido de nitrogênio
se dissocia parcialmente em fase gás de acordo com a reação química
Uma massa de
de
foi inserida em um recipiente de
a 298 K e, após a dissociação a pressão final do sistema foi medida como 1,0133 bar. (a) Qual as frações molares de
e
? (b) Qual a porcentagem de
sofreu dissociação?. Assuma que ambos os gases apresentem um comportamento ideal.
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem uma reação de equilíbrio gasoso de dissociação:
O enunciado diz que começamos com 1,588 g de N₂O₄ num recipiente de 500 cm³ a 298 K. Depois da dissociação, a pressão total deu 1,0133 bar.
Conteúdo: equilíbrio químico e lei dos gases ideais.
O que precisamos:
Conteúdo: equilíbrio químico e lei dos gases ideais.
O que precisamos:
- Calcular moles iniciais de N₂O₄
- Usar PV = nRT para achar moles totais no equilíbrio
- Introduzir grau de dissociação α e montar expressão estequiométrica
- Achar α, daí obter as frações molares e a % dissociada.
Passo 2
Primeiro, transforma a massa em número de mols de N₂O₄.
Massa molar do N₂O₄:
Massa molar do N₂O₄:
Então
Passo 3
Agora a gente define o grau de dissociação α:
- No começo tem
de N₂O₄ e zero de NO₂. - Quando dissocia, cada mol de N₂O₄ quesome gera 2 mol de NO₂.
- Se α é a fração dissociada, então em equilíbrio:
•
•
O total de mols em equilíbrio é
Passo 4
Usa a lei dos gases ideais para ligar
à pressão final:
Passos de unidade:
-
-
-
-
Logo:
Mas também sabemos que
, então
Passo 5
Com α em mãos, dá pra achar as mols de cada gás em equilíbrio:
As frações molares são
Passo 6
A porcentagem de N₂O₄ que dissociou é simplesmente
Resposta
(a)
,
.
(b) de dissociação de N₂O₄.
(b)