Enunciado

A constante de equilíbrio K c   da reação N 2 ( g )   +   O 2 ( g )   ⇌   2   N O ( g )   em 1200 °   C é 1,00   ×   10 - 5 . Calcule a concentração molar de N O , N 2 e O 2 em um balão de 1,0   L que inicialmente continha 0,114   m o l   d e   N 2   e 0,114   m o l   d e   O 2 .

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? Aqui nós vamos precisar montar nossa tabela de equilíbrio!

De acordo com o enunciado, inicialmente, nós temos 0,114   m o l   d e   N 2   e 0,114   m o l   d e   O 2 . Como a reação ainda não começou, a quantidade de N O é zero.

Conforme a reação vai seguindo, os reagentes N 2 e O 2 vão se consumido e se convertendo em 2 x mol de N O , sempre seguindo a estequiometria da reação.

A tabelinha fica assim, então:

Passo 2

Escrevemos a expressão de K c :

K c = 1,00 × 10 - 5 = ( 2 x ) 2 0,114 - x 0,114 - x = 4 x 2 0,114 - x 2

Fazemos um pequeno “artifício” matemático pra não cairmos em uma equação do segundo grau: tiramos a raiz dos dois lados!

K c = 10 - 5 = 2 x 0,114 - x

Assim, teremos:

2 x 0,114 - x ≅ 0,00316

Reordenando a equação, teremos:

2 x = 0,000360 - 0,00316 x

2 x + 0,00316 x = 0,000360

Assim, fazendo essa continha, temos que

x ≅ 0,000180

Passo 3

Agora é só jogar o valor de x pras concentrações no equilíbrio que teremos a resposta final.

[N2] = 0,114 - x = 0,114 - 0,000180 ≅ 0,114   m o l / L

[O2] = [N2] ≅ 0,114   m o l / L .

[NO] = 2 x = 2 ∙ 0,000180 = 0,000360   m o l / L .

Importante:Repara que praticamente as concentrações de N2 e O2 ficaram inalteradas no equilíbrio, com o decorrer da reação. Isso se explica pela constante de equilíbrio, que é muito baixa (de 10 -5 pra menos, geralmente, isso ocorre).

Resposta

[N2] = 0,114 - x = 0,114 - 0,000180 ≅ 0,114   m o l / L

[O2] = [N2] ≅ 0,114   m o l / L .

[NO] = 2 x = 2 ∙ 0,000180 = 0,000360   m o l / L .

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