Enunciado

0,020   m o l de N O 2 foi colocado em um balão de 1,00   L e a reação 2   N O 2 g ⇌ N 2 O 4 g atingiu o equilíbrio em 298   K . (a) Use as informações da Tabela 10.2 para calcular as concentrações de equilíbrio dos dois gases. (b) O volume do balão foi reduzido à metade do volume original. Calcule as novas concentrações de equilíbrio dos gases.

Passo 1

(a)Como temos 1,50   m o l em 1,0   L , vamos primeiro determinar a concentração

[     ] = n V

N O 2 = 0,02 1,0

N O 2 = 0,02   m o l ∙ L - 1

Passo 2

Através da tabela de equilíbrio iremos determinar as concentrações para determinar K .

Na composição inicial temos a concentração dos reagentes. Após um tempo, ocorre a mudança de composição ou seja a reação, onde uma certa quantidade x dos reagentes é convertida em produtos (lembre-se de considerar sempre a estequimetria). Quando a reação entra em equilíbrio, existe uma quantidade de reagentes (composição inicial menos mudança de fase) e produtos (composição inicial mais composição final).

Agora temos que encontrar o valor de x para determinar as concentrações das substâncias no equilíbrio. Para isso iremos usar essa fórmula:

K c = C c ⋅ D d A a   ⋅ B b

Onde a , b , c e d são os coeficientes estequimétricos: a   A + b   B   ⇌ c   C + d   D

Temos:

K c = N 2 O 4 N O 2 2

Segungo a Tabela 10.2 o K c em 298   K . Substituindo os valores na fórmula:

1 6,1 × 10 - 3 = x 0,02 - x 2

Realizando a distributiva e a divisãp temos:

1,6 × 10 2 = x 4,0 × 10 - 4 - 0,08 x + 4   x 2

Reoganizando temos:

6,4 × 10 2   x 2 - 14   x + 0,064 = 0

Resolvendo a equação temos

O valor de x   a ser utilizado é de 0,015 , porque a concentração será obtida no equilíbrio e quando ela atinge 0,0065 a reação já passou do equilíbrio.

Aplicando na tabela temos

Passo 3

(b) Como temos 1,50   m o l em 0 , 5 0   L , vamos primeiro determinar a concentração

[     ] = n V

N O 2 = 0,02 0,05

N O 2 = 0,04   m o l ∙ L - 1

Passo 4

Através da tabela de equilíbrio iremos determinar as concentrações para determinar K .

Na composição inicial temos a concentração dos reagentes. Após um tempo, ocorre a mudança de composição ou seja a reação, onde uma certa quantidade x dos reagentes é convertida em produtos (lembre-se de considerar sempre a estequimetria). Quando a reação enZZtra em equilíbrio, existe uma quantidade de reagentes (composição inicial menos mudança de fase) e produtos (composição inicial mais composição final).

Agora temos que encontrar o valor de x para determinar as concentrações das substâncias no equilíbrio. Para isso iremos usar essa fórmula:

K c = C c ⋅ D d A a   ⋅ B b

Onde a , b , c e d são os coeficientes estequimétricos: a   A + b   B   ⇌ c   C + d   D

Temos:

K c = N 2 O 4 N O 2 2

Segungo a Tabela 10.2 o K c em 298   K . Substituindo os valores na fórmula:

1 6,1 × 10 - 3 = x 0,04 - x 2

Realizando a distributiva e a divisãp temos:

1,6 × 10 2 = x 1 , 6 × 10 - 3 - 0 , 16 x + 4   x 2

Reoganizando temos:

6,4 × 10 2   x 2 - 27   x + 0 26 = 0

Resolvendo a equação temos

O valor de x   a ser utilizado é de 0,015 , porque a concentração será obtida no equilíbrio e quando ela atinge 0,027 a reação já passou do equilíbrio.

Aplicando na tabela temos

Resposta

  1. N O 2 = 0,007   m o l ∙ L - 1
  2. N 2 O 4 = 0,0065   m o l ∙ L - 1

  3. N O 2 = 0,010   m o l ∙ L - 1

N 2 O 4 = 0,015   m o l ∙ L - 1

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

A constante do produto de solubilidade do C e I O 3 3 é 3,2 ∙ 10 - 10 . Qual a concentração de C e 3 + em uma solução preparada pela mistura de 50,0m L de C e 3 +0,0250m o lL - 1 com 50m L de I O 3 -0
Calcule a solubilidade dos solutos do Problema 9-10 para soluções nas quais a concentração do cátion é 0,050m o lL - 1 . C u S e O 3 . P b ( I O 3 ) 2 . S r F 2 . T h ( O H ) 4 .
Os produtos de solubilidade de uma série de hidróxidos sãoQue hidróxido possuia menor solubilidade molar em H 2 O ?
Escreva as expressões das constantes de equilíbrio e obtenha os valores numéricos para cada constante paraa dissociação básica da etilamina, C 2 H 5 N H 2 .
Que concentração de C r O 4 2 - é necessária parainiciar a precipitação do A g 2 C r O 4 a partir de uma solução de A g +3,41 ∙ 10 - 2m o lL - 1 ?diminuir a concentração de A g + em uma solução para 2