Uma mistura de 3   m o l de N 2 , 1   m o l   d e   O 2 e 0,1   m o l   de ar é aquecida até 2400   K à pressão constante de 10   a t m . Considerando que a mistura de equilíbrio consiste em N 2 , O 2 , ar e N O , determine a composição de equilíbrio.

Passo 1

Faaaala, galera! Tudo certo?

Devemos determinar a composição de equilíbrio. A mistura de N 2 , O 2 e ar é aquecida a alta temperatura a uma pressão constante.

Devemos assumir que:

  1. A composição de equilíbrio consiste em N 2 , O 2 , ar e N O .
  2. Todos os componentes se comportam como gases ideais.

As relações estequiométricas e reais podem ser escritas como:

  1. Estequiométrica: 1 2 N 2 + 1 2 O 2 ⟺ N O , em que v N O = 1 , v N 2 = 1 2 , v O 2 = 1 2
  2. Real: 3 N 2 + O 2 + 0,1   A r ⟶ x   N O + y N 2 + z O 2 + 0,1 A r

Os balanceamentos são:

N : 6 = x + 2 y → y = 3 - 0,5 x

O : x + 2 z = x + 2 z   o u   z = 1 - 0,5 x

N t o t a l = x + y + z + 0,1 = 4 , 1

Temos então que a constante K p será:

K p = N N O v N O N N 2 v N 2 N O 2 v O 2 P N t o t a l ( v C O 2 - v C O - v O 2 ) = x y 0,5 z 0,5 P N t o t a l 1 - 0,5 - 0,5

Pela Tabela A-28:

ln ⁡ K p = - 3,019

K p = 0,04885

Substituindo:

0 , 04885 = x 3 - 0,5 x 0,5 ( 1 - 0,5 x ) 0,5 × 1

x = 0 , 0823

Logo,

y = 3 - 0,5 x = 2,9589

z = 1 - 0,5 x = 0,9589

Assim, a composição de equilíbrio da mistura será:

0 , 0823 N O + 2,9589 N 2 + 0,9589 O 2 + 0,1   A r

Prontinho! Questão finalizada!

Resposta

0,0823 N O + 2,9589 N 2 + 0,9589 O 2 + 0,1   A r