Em um tubo fechado a
são aquecidos 1 g de
e 635 g de
(vapor). Estabelecido o equilibrio, verifica-se que restaram
de
em equilibrio. Pede-se a constante de equilibrio (
) da sintese do HI a
. (dado:
.)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre equilíbrio químico envolvendo hidrogênio (
) e iodo (
) formando HI (iodeto de hidrogênio) num tubo fechado aquecido a
. A gente precisa encontrar a constante de equilíbrio (
) dessa reação. Para isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria, cálculos de moles e a expressão da constante de equilíbrio para gases.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação:
Essa é a reação que ocorre no tubo fechado.
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade inicial de moles de
e
. A massa inicial de
é 1 g e a de
é 635 g. Precisamos usar as massas molares para converter isso em moles.
A massa molar de
(
) é
.
A massa molar de
(
) é
.
Então:
Passo 4
Sabemos que no equilíbrio restam 0,02 g de
. Vamos calcular quantos moles de
sobraram:
Isso significa que a quantidade de
que reagiu foi:
Passo 5
Pela estequiometria da reação, para cada 1 mol de
que reage, 1 mol de
também reage e 2 mols de
são produzidos. Então:
Passo 6
Agora, vamos calcular as quantidades de cada substância no equilíbrio:
-
: -
: -
:
Passo 7
Para encontrar
, precisamos usar a expressão:
Como estamos em um tubo fechado e a temperatura é constante, podemos relacionar as pressões parciais com as concentrações molares. Assumindo que o volume e a temperatura são constantes, podemos usar as frações molares.
Primeiro, vamos calcular o total de moles no equilíbrio:
Passo 8
Agora, vamos encontrar as frações molares:
Passo 9
Assumindo que a pressão total no tubo é
, as pressões parciais serão:
Passo 10
Substituindo na expressão de
:
Os
se cancelam:
Resposta
A constante de equilíbrio (
) para a síntese de HI a
é aproximadamente 48,3.