Físico-QuímicaUEM - Equilíbrio Cálculo

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Dez 2018 07 14:09

UEM - Equilíbrio Cálculo

Mensagem não lida por skulllsux189 » Sex 07 Dez, 2018 14:09

Uma mistura de 2,0 mols de CO(g)e 4,0 mols de H2(g) é
colocada em um recipiente fechado de 2,0 L a certa temperatura

CO(g)+ 2H2(g) <------------> CH3OH (g)


atinge o equilíbrio, 1,0 mol de CH3OH(g) é produzido. A partir dessas informações, assinale o que for correto

01) No equilíbrio, as concentrações de CO(g) e de H2(g) são 1 mol/L e 2 mol/L, respectivamente.

02) A constante de equilíbrio (Kc) para a reação, nessas condições, é igual a 1 [tex3]mol^{-2}[/tex3] [tex3]L^{2}[/tex3]

08) Quando 2,0 mols de CO(g) são adicionados ao sistema
em equilíbrio, ocorre uma mudança na constante de equilíbrio para 2 [tex3]mol^{-2}[/tex3] [tex3]L^{2}[/tex3]

16) Para a reação acima, o valor da constante de
equilíbrio em termos da pressão (Kp) é diferente do
valor da constante de equilíbrio (Kc)

faz o calculo do kp por favor*tbm

Editado pela última vez por caju em Sex 07 Dez, 2018 14:14, em um total de 1 vez.
Razão: retirar caps lock do título.



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Dez 2018 07 16:24

Re: UEM - Equilíbrio Cálculo

Mensagem não lida por AlguémMeHelp » Sex 07 Dez, 2018 16:24

Qual o Gaba, mano? fiz aq e tá dando 02 e 16, skulllsux189.




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Re: UEM - Equilíbrio Cálculo

Mensagem não lida por skulllsux189 » Sex 07 Dez, 2018 16:34

AlguémMeHelp escreveu:
Sex 07 Dez, 2018 16:24
Qual o Gaba, mano? fiz aq e tá dando 02 e 16, skulllsux189.
Resposta

02 e 16 mesmo



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Re: UEM - Equilíbrio Cálculo

Mensagem não lida por AlguémMeHelp » Sex 07 Dez, 2018 16:39

Mais tarde posto a resolução completa, okskulllsux189 ? ela vai dar um trabalhinho pra poder escrever todas as equações... por exemplo, encontrei que [tex3]K_p\:\approx\:\frac{148.72}{T^2}[/tex3] , em que [tex3]T[/tex3] é a temperatura em Kelvin; ou seja, para determinar Kp precisa saber em qual temperatura se encontra o local do experimento! Outra forma alternativa de se resolver é caso o enunciado nos fornecesse a pressão dentro do recipiente em que ocorre a reação, mas não temos tbm esse dado.. dps eu volto!! :D
Editado pela última vez por AlguémMeHelp em Sáb 08 Dez, 2018 00:18, em um total de 1 vez.



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Re: UEM - Equilíbrio Cálculo

Mensagem não lida por AlguémMeHelp » Sáb 08 Dez, 2018 00:18

vamos lá, mano! Na situação descrita, temos as seguintes concentrações iniciais: [tex3]\[CO_2 \]\:=\:\frac{2\:mols}{2\:L}\:=\:1\:mol\cdot L^{-1}[/tex3] ,
[tex3]\[ H_2\]\:=\:\frac{4\:mols}{2\:L}\:=\:2\:mols\cdot L^{-1}[/tex3] e nada de metanol; no equilíbrio, formam-se, entretanto, 1 mol de metanol. Logo, sua concentração no equilíbrio é de: [tex3]\[ CH_3OH\]\:=\:\frac{1\:mol}{2\:L}\:=\:0.5\:mol\cdot L^{-1}[/tex3] . Note que em todos eu utilizei o volume como 2 litros, visto que este é o volume do recipiente em que se encontram os compostos, certo? Agora, vamos montar aquela clássica tabela de equilíbrio químico, com três linhas ( I de início, M de "meio da reação" e E de "equilíbrio").

[tex3]\;\;\;\;\;\;\;CO_{2\:\:(g)}\:\:+\:\:2H_{2\:(g)}\;\rightleftarrows\;CH_3OH_{(g)}[/tex3]
I ------ 1 -------------- 2 ------------------- [tex3]\emptyset [/tex3]

M ---- -x ------------ -2x ------------------ +x

E ---- 1 - x ---------- 2 - 2x ------------------ x

Como dito pelo enunciado, o valor formado de metanol foi de 1 mol, e sua concentração, como havíamos calculado lá em cima, é de 0.5 molar. Como esse "x" que eu botei na tabela representa a quantidade formada de metanol e tbm as quantidades consumidas de CO2 e H2 (lembrando que devido à estequiometria o consumo de H2 foi o dobro de CO2), logo x = 0.5 molar, certo??

Assim, a linha da tabela E ficaria: ---- 1 - 0.5 ---------- 2 - 2(0.5) ------------------ 0.5

E ---- 0.5 ---------- 1 ------------------ 0.5

Item 01)
A linha E aí acima já te mostra que no equilíbrio as concentrações de CO2 e H2 são, respectivamente, 0.5 e 1 molar, algo que não consta na afirmativa. Dessa forma, item errado.

Item 02)
Como [tex3]K_c\:=\:\frac{\[ CH_3OH\]}{\[CO_2 \]\cdot \[ H_2\]^2 }[/tex3] , basta jogar os dados da linha acima e verificar o valor de Kc:

[tex3]\;\;\rightarrow \;K_c\;=\:\frac{0.5\:mol\cdot L^{-1}}{0.5\cdot mol\cdot L^{-1}\cdot (1\cdot mol\cdot L^{-1})^2}\;=\:1\:L^2\cdot mol^{-2}[/tex3] . Item correto.

Item 08)
Clássica pegadinha, cara. A constante de concentração, como o nome já diz, é constante, MESMO se vc ficar variando as concentrações dos composto (só não vale retirar totalmente um dos composto né); a constante só irá mudar para diferentes temperaturas. Não sei se para UEM é relevante, mas para UnB, quando fazia cursinho, o prof enfatizou bastante na necessidade em se decorar a seguinte fórmula, que demonstra a relação entre a constante e a temperatura: [tex3]\ln \frac{K_2}{K_1}\:=\:-\frac{\Delta _rH^{\varnothing}}{R}\cdot \(\frac{1}{T_2}\:-\:\frac{1}{T_1} \)[/tex3] , em que K2 é o valor da constante para a temperatura T2 e K1 é o valor da constante para temperatura T1; essa equação decorre da "equação de van't Hoff". Se teus profs não comentaram, ignore-a e concentre-se no que vc já sabe, blz??
Enfim, item errado.

Item 16)
Kp nada mais é do que a constante expressa por meio das pressões parciais de cada gás no meio. O fato de o enunciado me dar todas os valores molares nos auxiliaria a calcular as pressões parciais: a pressão parcial de CO2 por exemplo seria calculada por [tex3]P(CO_2)\:=\:x\cdot P_{total}[/tex3] , em que x é a fração molar do CO2 (se fosse pra calcular a pressão parcial do H2, seria x molar do H2); calcula-se a fração molar assim:
[tex3]x\:=\:\frac{n_{CO_2}}{n_{total}}[/tex3] , em que [tex3]n_{CO_2}[/tex3] é a quantidade em mols de CO2 presente no recipiente na situação de equilíbrio (não podemos se esquecer disso) e [tex3]n_{total}[/tex3] é o total de matéria, em mols, presente ali no recipiente (neste caso, seria dado pela soma de mols de CO2, H2 e metanol, certin??).

Entretanto, a questão simplesmente não fornece a pressão total no momento de equilíbrio da reação! Logo, não há como calcular o Kp por meio das pressões parciais de cada composto... Então vamos ter de recorrer à famigerada "Equação de Clayperon", aquela dos gases perfeitos. Note, portanto , que estamos considerando uma situação ideal para poder prosseguir a conta!! Com esse raciocício, vamos isolar o "P" nessa referida equação e jogar o que encontrarmos na expressão do Kp. Antes, preciso te mostrar a expressão do Kp para esta reação em específico:

[tex3]\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\rightarrow K_p\:=\:\frac{P\( CH_3OH\)}{P\( CO_2\)\cdot P\( H_2\)^2}[/tex3]

A equação dos gases perfeitos é dada por: [tex3]P\cdot V\;=\:n\cdot RT\;\;\Rightarrow\;\;\;P\:=\:\frac{nRT}{V} [/tex3] . Mas observe que [tex3]\frac{n}{V}[/tex3] é a expressão da concentração molar! Então vamos chmá-la de [tex3]C\;=\:\frac{n}{V}\;\;\;\Rightarrow\;\; P\:=\:C\cdot R\cdot T[/tex3] . Com isso, podemos jogar cada pressão de cada gás no Kp, utilizando-se, por conseguinte, as concentrações molares ([tex3]C[/tex3] ) na situação de equilíbrio de seus respectivos compostos (lembra que lá no item 01 eu te mostrei o valor da concentração molar de cada composto?).

Para não ficar bagunçado, bora calcular antes a expressão da pressão parcial de cada gás (lembre-se de que, como não foi dada a temperatura, as pressões ficarão em função dela): ------- Adotei R = 0.082

[tex3]P(CO_2)\:=\:C_{\(CO_2\)}\cdot R\cdot T\:=\:0.5\cdot 0.082\cdot T\;\;\;\Rightarrow\;\;P(CO_2)\:=\:0.041\cdot T[/tex3]

[tex3][P(H_2)]^2\:=\:\[ C_{H^2}\cdot R\cdot T\]^2\:=\:\[ 1\cdot 0.082\cdot T\]^2\;\;\;\Rightarrow\;\;[P(H_2)]^2\:=\:6.724\cdot 10^{-3}\cdot T^2[/tex3]

[tex3]P(metanol)\:=\:C_{metanol}\cdot R \cdot T\:=\; 0.5 \cdot 0.082 \cdot T\;\;\;\Rightarrow\;\; P(metanol)\;=\:0.041\cdot T[/tex3]

Jogando esses dados na expressão de Kp:

[tex3]K_p\;=\:\frac{0.041\cdot T}{0.041\cdot T \cdot 6.724\cdot 10^{-3}\cdot T^2}\;\;\;\;\;\;\;\therefore\;\;K_{p\:\:(T)}\:\approx\:\frac{148.72}{T^2} [/tex3]

Como pode ver, Kp depene diretamente da temperatura em que se encontra a situação de equilíbrio. Logo [tex3]K_p \:\neq\:K_c[/tex3] . Item correto.




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