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1 EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO - Conteúdo: Equilíbrio Químico Profa. Ana Carolina Abrantes Q1) Dois mols de CO(g) reagem com 2 mols de NO2(g), conforme a equação: CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) (200oC) Quando se estabelece o equilíbrio, verifica-se que ¾ de cada um dos reagentes foram transformados em CO2(g) e NO(g). A constante de equilíbrio da reação é: Quando um problema de equilíbrio químico envolve quantidades iniciais e finais de reagentes e produtos, o ideal é montarmos uma tabela com os dados fornecidos. Na primeira linha colocamos a equação balanceada da reação. Na segunda linha, a quantidade de cada composto no início da reação. Na terceira linha anotamos a quantidade de reagente que foi consumida (sinal negativo) e de produto que foi formada (sinal positivo). Na quarta linha, demonstramos as quantidades finais dos compostos no equilíbrio. CO(g) NO2(g) CO2(g) NO(g) Inicial Reage / forma Final / equilíbrio O problema nos diz que “Dois mols de CO(g) reagem com 2 mols de NO2(g)”. Esta informação refere-se à quantidade inicial de reagentes e devemos preencher na segunda linha. Como não é falado nada sobre a existência de produtos no início da reação, consideraremos que a quantidade inicial destes compostos é zero. CO(g) NO2(g) CO2(g) NO(g) Inicial 2 mols 2 mols 0 0 Reage / forma Final / equilíbrio Em seguida, temos a informação de que “¾ de cada um dos reagentes foram transformados em CO2(g) e NO(g)”. Esta afirmação está relacionada a quantidade de reagente que foi consumida. Como inicialmente tínhamos 2 mols de cada reagente e ¾ desta quantidade foi consumida, temos que 2*3/4 = 6/4 mol (1,5 mol) de cada reagente foi utilizado na reação até o equilíbrio. Esta informação devemos colocar na terceira linha da tabela. 2 CO(g) NO2(g) CO2(g) NO(g) Inicial 2 mols 2 mols 0 0 Reage / forma 1,5 mol 1,5 mol Final / equilíbrio A quantidade de produto formado é obtida utilizando o balanceamento da equação. Como 1 mol de cada reagente produz 1 mol de cada produto, a correlação é direta e concluímos que a quantidade produzida de cada produto é de 1,5 mol. Assim, completamos a terceira linha da tabela. CO(g) NO2(g) CO2(g) NO(g) Inicial 2 mols 2 mols 0 0 Reage / forma - 1,5 mol - 1,5 mol 1,5 mol 1,5 mol Final / equilíbrio O próximo passo é calcularmos as quantidades dos reagentes e dos produtos no final (equilíbrio) da reação. Para isso, basta somarmos a quantidade inicial com a que foi consumida ou produzida, respeitando os sinais. CO(g) NO2(g) CO2(g) NO(g) Inicial 2 mols 2 mols 0 0 Reage / forma - 1,5 mol - 1,5 mol 1,5 mol 1,5 mol Final / equilíbrio 2 - 1,5 = 0,5 mol 2 - 1,5 = 0,5 mol 1,5 mol 1,5 mol A constante de equilíbrio desta reação segue o padrão: K = [C]c[D]d/ [A]a[B]b Substituindo os compostos e os coeficientes da equação balanceada, temos: K = [CO2][NO]/[CO][NO2] Considerando as concentrações do equilíbrio: K = 1,5*1,5/(0,5*0,5) = 9,0 Resposta: A constante de equilíbrio da reação é 9,0. 3 Q2) Complete a tabela a seguir: Neste exercício, temos as concentrações iniciais do reagente e do produto, além da concentração em equilíbrio do reagente. Com estes dados, podemos obter a quantidade, em equilíbrio, do produto fazendo uma correlação entre os coeficientes da equação balanceada e a quantidade final de reagente: 2 mols de NO2 1 mol de N2O4 2NO2(g) N2O4(g) Inicial 10 mols/l 0 Reage / forma Final / equilíbrio 2 mols/l Com as concentrações iniciais e finais, calculamos a quantidade de reagente que foi consumida: Inicial + reagiu = final 10 + x = 2 x = - 8 mols/l Seguindo a proporção de 2 mols de NO2 para 1 mol de N2O4, concluímos que foram produzidos 4 mols/l de N2O4. 2NO2(g) N2O4(g) Inicial 10 mols/l 0 Reage / forma - 8 mols/l 4 mols/l Final / equilíbrio 2 mols/l 4 mols/l
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