Físico-Químicaconstante de equilíbrio Tópico resolvido

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matheuszao
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Mai 2018 31 17:21

constante de equilíbrio

Mensagem não lida por matheuszao »

O N2O4 é um gás incolor e pode transformar-se no gás castanho NO2, de acordo com o equilíbrio apresentado na figura abaixo.
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Considere que 4,0 mols do gás incolor e 2,0 mols do gás castanho foram misturados em um recipiente fechado de 1,0 L de capacidade, na temperatura de 227°C. Admita ainda que nessa temperatura a constante de equilíbrio, em termos das concentrações, vale 40. Baseado nas informações do texto e da figura e considerando √3 =1,73, responda aos itens abaixo:

a) Explique, por meio de cálculos, se haverá diminuição ou aumento na concentração de NO2 até que o equilíbrio seja estabelecido.
b) Determine as concentrações de N2O4 e NO2 no estado de equilíbrio.
Resposta

a) haverá aumento
b) [N2O4] = 1,35 mol/L
[NO2] = 7,3 mol/L




Auto Excluído (ID:20809)
6 - Doutor
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Mai 2018 31 18:25

Re: constante de equilíbrio

Mensagem não lida por Auto Excluído (ID:20809) »

Olá, matheuszao

O equilíbrio é o seguinte:

[tex3]\hspace{2cm} N_2O_{4(g)} \ \rightleftharpoons \ 2NO_{2(g)}[/tex3]


Sabemos que, no equilíbrio, K = [tex3]\frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]}[/tex3]

É importante você saber que nós só podemos dizer que K = [tex3]\frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]}[/tex3] quando a reação encontra-se no equilíbrio. Para analisarmos um momento qualquer da reação, em que não sabemos se a reação está no equilíbrio, devemos utilizar o quociente da reação, Q

Q = [tex3]\frac{[Produtos]}{[Reagentes]}[/tex3] , esse quociente é válido para um instante qualquer da reação em que nós não sabemos se a reação encontra-se no equilíbrio, a partir dele nós descobriremos se a tendência da reação é de formar mais produtos ou reagentes.

Assim, para o seu enunciado, Q = [tex3]\frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]} = \frac{(2)^2}{(4)}[/tex3] = 1

Devemos fazer uma análise para determinar o que ocorrerá. Como Q < K ( 1 < 40 ), a reação tende a se deslocar na direção dos produtos(basta você pensar que a tendência é atingir o equilíbrio, certo? e isso será atingido quando o valor de [tex3][Produtos][/tex3] aumentar no quociente da fração, ou seja, quando tivermos mais produtos sendo formados.. o numerador do quociente - quantidade de produtos - deve aumentar para Q "se tornar" K, isto é, ocorre a formação de mais produtos.
Essa é a resposta do item a), haverá aumento de NO_2

b) Ocorrerá consumo de [tex3]N_2O_{4(g)}[/tex3] e formação de [tex3]NO_{2(g)}[/tex3]


[tex3]\hspace{2cm} N_2O_{4(g)} \ \rightleftharpoons \ 2NO_{2(g)}[/tex3]
início [tex3]\hspace{1cm}[/tex3] 4 mol [tex3]\hspace{1,2cm}[/tex3] 2 mol
reagiu [tex3]\hspace{0,8cm}[/tex3] - x mol [tex3]\hspace{1,0cm}[/tex3] + 2x mol
formou [tex3]\hspace{0,8cm}[/tex3] 4 - x mol [tex3]\hspace{0,7cm}[/tex3] 2 + 2x mol

No início nós temos 4 mols de [tex3]N_2O_{4(g)}[/tex3] e 2 mols de [tex3]NO_{2(g)}[/tex3] , se forem consumidos x mols de [tex3]N_2O_{4(g)}[/tex3] , serão formados 2x mols de [tex3]NO_{2(g)}[/tex3] (proporção estequiométrica)

No equilíbrio, Q = K = [tex3]\frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]}[/tex3] = 40
[tex3]\hspace{3cm}\frac{(2 + 2x)^2}{(4 - x)}[/tex3] = 40

Temos duas raízes, [tex3]-6 -5\sqrt3 [/tex3] e [tex3]-6 + 5\sqrt3[/tex3]
Se x = [tex3]-6 -5\sqrt3[/tex3] , teremos [tex3]2 + 2\cdot (-6 -5\sqrt3)[/tex3] < 0 ( não ocorreria formação de produtos )

Daí, x = [tex3]-6 + 5\sqrt3[/tex3]

[tex3][NO_2][/tex3] = 2 + 2x = ...

Última edição: Auto Excluído (ID:20809) (Qui 31 Mai, 2018 20:18). Total de 3 vezes.



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