Enunciado

Uma mistura de 1   k m o l de água e 1   k m o l de oxigênio a 400 K é aquecida, num processo em regime permanente, até o estado onde T = 300 K e p = 200   k P a . Determine a composição de equilíbrio neste estado final, admitindo que a mistura é composta por H 2 O ,   H 2 ,   O 2   e   O H .

Passo 1

E aí bonit@s, como vocês estão?

Se liguem só, essa questão tem como reações de equilíbrio praticamente iguais as do exemplo resolvido 15.7 com diferença apenas na composição inicial. Sendo assim, para o equilíbrio temos

n H 2 O = 1 - 2 a - 2 b ,     n H 2 = 2 a + b ,     n O 2 = 1 + a ,     n O H = 2 b

Para T = 3000 K as duas constantes de equilíbrio podemos pegar pela tabela A.11 e são dadas por

k 1 = 0,002062 ,     k 2 = 0,002893

As equações de equilíbrio são

K 1 = 2 a + b 1 - 2 a - 2 b 2 ⋅ 1 + a 2 + a + b ⋅ p p 0    

K 2 = 2 a + b 2 + a + b ⋅ 2 b 1 - 2 a - 2 b 2 ⋅ p p 0

Resolvendo o sisteminha formado pelas duas equações acima vamos encontrar

a = - 0,038   e   b = 0,116

Dessa forma, nossa composição de equilíbrio passa a ser

n H 2 O = 0,844 ,     n H 2 = 0,0398 ,     n O 2 = 0,962 ,     n O H = 0,232

y H 2 O = 0,4062 ,     y H 2 = 0,0191 ,     y O 2 = 0,4630 ,     y O H = 0,1117

Pronto, está resolvido nosso exercício.

Resposta

n H 2 O = 0,844 ,     n H 2 = 0,0398 ,     n O 2 = 0,962 ,     n O H = 0,232

y H 2 O = 0,4062 ,     y H 2 = 0,0191 ,     y O 2 = 0,4630 ,     y O H = 0,1117

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