Físico-Química ⇒ Constantes de equilíbrio Tópico resolvido

[Madu1]

64,0 g de HI gasoso sofrem decomposição à temperatura
constante em recipiente fechado.
2HI(g) [tex3]\rightarrow [/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\rightarrow [/tex3]

H2(g) + I2(g) (reação reversível)

Estabelecido o equilíbrio, verifica-se a presença de 12,8 g
de HI no sistema. Pede-se

B) o valor da constante de equilíbrio.

Resposta

---

Kc=4

Usei a ideia de uma questão parecida, mas resultou em 16

qui.png (15.95 KiB) Exibido 1911 vezes

[Ósmio]

Olá Madu1,

Primeiro, vamos analisar a reação e a constante:

[tex3]2HI\leftrightharpoons I_2+H_2\\K=\frac{[I_2]*[H_2]}{[HI]^2}\\K=\frac{\frac{n_{I_2}}{V}*\frac{n_{H_2}}{V}}{\frac{n_{HI}^2}{V^2}}\\K=\frac{n_{H_2}*n_{I_2}}{n_{HI}}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]2HI\leftrightharpoons I_2+H_2\\K=\frac{[I_2]*[H_2]}{[HI]^2}\\K=\frac{\frac{n_{I_2}}{V}*\frac{n_{H_2}}{V}}{\frac{n_{HI}^2}{V^2}}\\K=\frac{n_{H_2}*n_{I_2}}{n_{HI}}[/tex3]

Dessa forma, não precisamos nos preocupar com o volume do recipiente para calcular o valor de K.

Vamos calcular o número de mol de cada um no equilíbrio:

[tex3]n_{HI}=n-2n\alpha\\n_{H_2}=n\alpha \\n_{I_2}=n\alpha [/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]n_{HI}=n-2n\alpha\\n_{H_2}=n\alpha \\n_{I_2}=n\alpha [/tex3]

A partir da massa molar do HI (128g/mol), vamos calcular o número de mols decompostos do ácido:

[tex3]\frac{12,8g}{128g/mol}=\frac{64g}{128g/mol}-2n\alpha \\n\alpha =0,2 \ mol[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\frac{12,8g}{128g/mol}=\frac{64g}{128g/mol}-2n\alpha \\n\alpha =0,2 \ mol[/tex3]

Agora, calculando K:

[tex3]K=\frac{0,2^2}{0,1^2}=4[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]K=\frac{0,2^2}{0,1^2}=4[/tex3]

[Madu1]

Se o rendimento da reação é de 80%, por que a concentração dos produtos não é de 0,4mol/l (cada um), sabendo que foi colocado 0,5mol de HI?

[Ósmio]

Madu1,

Não vejo no enunciado que o rendimento foi de 80%. Apenas usei os dados que estão no enunciado!

Cuidado, pois a imagem que você forneceu aponta para a decomposição do pentacloreto de fósforo, não do iodeto de hidrogênio. Reações diferentes em condições diferentes levam a rendimentos diversos!

Além disso, o rendimento será de 40%. Observe:

[tex3]n_{I_2}=n\alpha\\0,2=0,5*\alpha\\\alpha=0,4=40\%[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]n_{I_2}=n\alpha\\0,2=0,5*\alpha\\\alpha=0,4=40\%[/tex3]

[Madu1]

A igualdade de rendimento foi apenas uma coincidência, rs.

Abaixo coloquei o rendimento da questão.

RENDI.png (4.67 KiB) Exibido 1901 vezes

Dessa forma, sendo o rendimento de 80% e colocando para reagir 0,5 mol de HI, as concentrações dos produtos não deveria ser de 0,4mol/l?

[Ósmio]

Madu1,

A questão é que, a quantidade de reagente decomposto será o dobro do de produto formado, então, apesar de 80% do reagente for convertido, metade dessa quantidade irá se converter em produto por causa que para 2 mol de HI serão formados 1mol de cada um dos produtos.

Obs.: Você está correta sobre o rendimento. É que as questões que eu trabalho (e foram muitas mesmo) desse assunto nunca utilizaram de fato essa abordagem então dei uma confundida nas coisas.

[Madu1]

Muito obrigada pela resolução!
Fuquei só com uma dúvida, rs: no equilíbrio as concentrações foram de 0,1mol/l (reagentes) e de 0,2mol/l(cada produto). No caso, as concentrações do equilíbrio não precisam "respeitar" a proporção estequiométrica?

[Ósmio]

Madu1,

O que reage e é convertido segue a estequiometria. Mas o que resta do reagente não segue geralmente. O importante é ficar atento para o que reagiu, e não o que sobrará. Se você acerta a quantidade reagida, seguindo todos os passos que fiz e obedecendo a estequiometria, você acha o que sobra e o que sobrará não seguirá a estequiometria da reação necessariamente.