Lista Equilíbrio químico

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Lista 2 - Equilíbrio Químico - Química Geral II - 2S2013
O seguinte equilíbrio químico foi estudado pela análise da quantidade de ácido clorídrico presente na mistura em equilíbrio: LaCl3 (s) + H2O (g) ( LaOCl (s) + 2HCl (g)
Um reator de 1,25L foi cheio por 0,0125 mols de Cloreto de Lantânio III e 0,025 mol de água. Depois de haver o equilíbrio no vaso fechado a 619(C, a mistura gasosa foi removida e dissolvida em água. À solução se adicionou íon Prata (+) suficiente para precipitar completamente o íon cloreto sob a forma de Cloreto de Prata. Se forem obtidos 3,59g de Cloreto de Prata I, qual o valor da constante de equilíbrio, na temperatura de trabalho? 
Em uma temperatura elevada, há equilíbrio dinâmico entre o carbono sólido, o dióxido de carbono ( monóxido de carbono ((H = 172,5 kJ).
A 850(C, Ke é 0,153.
Se o sistema reacional for constituído, no início do processo e na temperatura indicada acima, por carbono e dióxido de carbono a 1,5 atm quais as pressões do dióxido e do monóxido após o equilíbrio ter sido estabelecido? 
Haverá alteração na pressão de equilíbrio do monóxido se houver um resfriamento súbito no reator? Essa alteração estará de acordo como princípio de Le Chatelier? Justificar sua resposta.
Se a pressão total num vaso que contém Dióxido de Nitrogênio e Tetróxido de Dinitrogênio a 25(C for 1,5 atm, e se o valor de Kp para essa reação, nesta temperatura for 0,148, qual a fração (em número de mol) de Tetróxido dissociada em Dióxido? Qual o valor da fração dissociada se o volume do vaso se expandir de modo que a pressão caia a 1,00 atm? 
A alta temperatura a dissociação do ácido salicílico pode ser representada pela equação: C7H6O3(g) ( C6H6O (g) + CO2 (g). Em certo experimento, a 200(C, uma massa de 0,300g de ácido foi colocada para se decompor em um reator de 50,0cm3 e no equilíbrio determinou-se que a pressão do dióxido de carbono era de 1,50 atm. Para essa reação e na mesma temperatura calcular Ke e Kp.
Chamando de Kp1 a constante de equilíbrio para a reação 2H2O (g) ( 2H2(g) + O2(g) e Kp2 a constante de equilíbrio para a reação 2CO2(g) ( 2CO(g) + O2(g), mostrar que a constante de equilíbrio para a reação CO2(g) + H2(g) ( H2O(g) + CO(g) é Kp3 = (Kp2/Kp1)1/2 e estimar o valor desta constante a 1565K onde Kp1= 1,6x10-11 e Kp2 = 1,3x10 –10. 
Para se obter amônia líquida a partir de uma reação em equilíbrio (Figura 1), pode baixar a temperatura para que ocorra a liquefação e remoção da amônia líquida (Figura2). Após a remoção da amônia, o reator é novamente aquecido (Figura 3) e o equilíbrio é novamente estabelecido. Determinar a quantidade de amônia gasosa presente no novo equilíbrio.
Dado: Ke= 152 a 227°C.
			
 10 litros 		 10 litros			 10 litros
 0,424 mols Nitrogenio (g)	 0,424 mols Nitrogenio (g)	 ? mols Nitrogenio (g)
 1,272 mols Hidrogenio (g)	 1,272 mols Hidrogenio (g)	 ? mols Hidrogenio (g)
 1,152 mols Amonia (g) 1,152 mols Amonia (l)		 ? mols Amonia gasosa
 500K Baixa temperatura 500K
									
	Figura 1		 	 Figura 2		 Figura 3
Uma mistura em equilíbrio constituída de Tetróxido de Dinitrogenio e Dióxido de Nitrogênio é expandida para o reator evacuado da direita após a abertura total da válvula indicada no esquema abaixo. Qual a composição da mistura gasosa quando um novo equilíbrio for estabelecido? Ke= 4,61X10-3 a 25(C.
							
						
						Válvula
 25(C
750 ml
 0,971 mols Tetróxido					 2250 cm3
 0,058 mols de dióxido		X			 25(C
Usando o princípio de Le Châtelier prever e justificar o efeito da mudança descrita na primeira coluna da tabela abaixo sobre as quantidades descritas na segunda coluna da mesma tabela, indicando os seguintes efeitos: (A) aumento, (D) diminuição ou (NDA) não alteração.
Dados:
a) Reação- CO (g) + 1/5 I2O5 (s) ↔ 1/5 I2 (g) + CO2 (g) ((H 
)
b) Tabela:
	
	Mudança
	Quantidades
	Diminuição de volume
	Valor do Ke
	Adição de iodo
	Quantidade de gás carbônico
	Diminuição da temperatura
	Quantidade de gás carbônico
	Adição de gás carbônico
	Quantidade de Pentóxido de Iodo
	
	
A 2300K, a constante de equilíbrio de formação do Monóxido de Nitrogênio gasoso a partir do Nitrogênio gasoso e Oxigênio gasoso é 1,7X10-3.
Se a análise de uma mistura mostrar que o Nitrogênio gasoso e o Oxigênio gasoso são ambos 0,25 mol L-1 e que o Monóxido de Nitrogênio é 0,0042 mol L-1, a mistura estará em equilíbrio?Justificar sua resposta.
Se vc achar que o sistema não está em equilíbrio até esse momento, conforme propõe o item a, para que sentido se deslocará? Pq? 
Então, depois de atingido o equilíbrio, quais as concentrações molares dos reagentes? 
 
10. A constante de equilíbrio, Ke, da síntese do metanol gasoso, CH3OH, a partir do monóxido de carbono gasoso e hidrogênio gasoso é 4,3 a 250(C e 1,8 a 275(C. A reação é endotérmica ou exotérmica? Justificar.
11. O fosgênio (COCl2) foi usado como gás tóxico na Primeira Guerra Mundial. Em temperaturas elevadas, se decompõe em Monóxido de Carbono e Cloro gasoso. A constante de equilíbrio para essa reação é igual a 4,6X10-3, a 800K.
Se uma amostra de 65,5 g de fosgênio for colocada num reator de 10L e aquecida até 800K, quais as concentrações de todas as substâncias em equilíbrio?
Que fração de fosgênio se decompôs?
Se 30 g de monóxido de carbono forem injetados no reator, qual o efeito qualitativo sobre a fração de fosgênio decomposta? 
12. O seguinte equilíbrio químico foi estudado pela análise da quantidade de ácido sulfídrico (Sulfeto de Hidrogênio) gasoso presente numa mistura em equilíbrio entre Sulfeto de Antimônio (Sb) III (s) + Hidrogênio gasoso ( Antimônio (s) e o referido ácido. Um vaso, cujo volume era de 2,50L, recebeu 0,0100mol de Sulfeto de Antimônio III e 0,0100 mol de Hidrogênio gasoso. Depois de a mistura atingir o equilíbrio no vaso fechado a 440(C, os gases foram removidos e o ácido sulfídrico foi dissolvido em água. A esta solução foi adicionado íon Chumbo II suficiente para reagir completamente com todo o Ácido Sulfídrico e precipitar o sulfeto de Chumbo II. Pergunta-se:
Se 1,029g de Sulfeto de Chumbo II forem obtidos, qual o valor de Ke para a reação em equilíbrio na temperatura de 440(C?
Se o Hidrogênio apresentasse um grau de pureza na ordem de 45%, qual seria a quantidade obtida de Sulfeto de Chumbo II supondo-se que neste experimento tenham sido colocadas as mesmas quantidades de reagentes do item a?
13. O Cloreto de Sulfurila, SO2Cl2 (g), é um composto que tem vapor muito irritante; e é usado como reagente na síntese de compostos orgânicos. Quando aquecido até uma temperatura suficientemente elevada, decompõe-se em Dióxido de Enxofre (g) e Cloro gasoso (g).
Num balão de 1L colocam-se 6,70g do Cloreto e aquece-se até 375(C. Qual a concentração de cada composto do sistema ao ser atingido o estado de equilíbrio? Qual a % do Cloreto que se dissociou? 
Quais as concentrações dos compostos presentes no equilíbrio, no mesmo balão e na mesma temperatura, se no início do processo se tem uma mistura de 6,70g de Cloreto e Cloro suficiente para exercer uma pressão parcial de 1 atm? Qual a % do Cloreto que se dissociou?
c) As porcentagens nos itens a e b concordam com o que determina o princípio de Le Châtelier? Pq? Dado:	Ke= 0,045
14. A 37°C, num sistema fechado ocorre uma reação de equilíbrio na decomposição do carbamato de amônio sólido (NH4CO2NH2) em Amônia gasosa e Dióxido de Carbono gasoso.
Quando se coloca amostra de carbamato num reator completamente vazio e se deixa o equilíbrio ser atingido, a 37°C, a pressão total no vaso é de 76,890 atm. Qual o valor de Kp para essa reação?No sistema mencionado acima, injeta-se dióxido suficiente para que a pressão desse gás, no equilíbrio seja o dobro da pressão da amônia. Quais as pressões parciais de cada espécie?
Numa outra experiência, colocam-se amônia na pressão de 57000 mm Hg, e dióxido na pressão de 28590 mmHg, num reator de 1,00 L, a 37°C. Quantos moles de carbamato estarão presentes quando o equilíbrio for atingido?
15. Um experimento utilizado para estudar princípios de equilíbrio químico pode ser aquele empregando a reação do etanol (C2H5OH) e ácido acético (CH3COOH) para produzir acetato de etila (CH3CO2C2H5) e água. Essa reação pode ser monitorada pela análise da quantidade de ácido acético na mistura em equilíbrio pela titulação desse ácido com hidróxido de bário 0,1 mol L-1. Em certo experimento 1,0 mol de ácido acético e 0,5 mol de etanol foram misturados e deixados atingir o equilíbrio. Uma amostra contendo um centésimo da mistura em equilíbrio foi titulada com a base de bário e foram gastos 28,85 mL dessa base na titulação. Mostrar que o constante de equilíbrio da reação em estudo é igual a 4,0.
16. Uma mistura gasosa de monóxido de carbono e hidrogênio conhecida como "syngas" pode ser bastante útil, em condições adequadas e na presença de catalisador, para a formação de metanol (CH3OH) gasoso. Na presença de catalisador essa reação pode ser realizada a uma velocidade razoável. Nessas condições 0,100 mols do monóxido foram colocados em um reator de 2dm³ e mantidos a 427°C. Em seguida foi adicionado Hidrogênio até que a pressão total atingisse 7,0atm. Assumindo que o equilíbrio foi atingido quando 0,06 mols de metanol foram formados, calcular:
A constante de equilíbrio em termos de pressões parciais; 
A pressão total se for adicionado ao reator as mesmas quantidades de monóxido e hidrogênio admitindo que o operador esquecesse-se de adicionar o catalisador e, portanto somente 20% da quantidade total de reagentes foram consumidos;
Admitindo que subitamente a pressão seja elevada para 10atm pela adição de certa quantidade de um gás inerte, qual o valor da constante de equilíbrio?
17. Uma das chaves para a gaseificação do carvão é a reação de metanação, na qual metano gasoso e água, ambas as espécies gasosa, são produzidos a partir da síntese entre monóxido de carbono gasoso e hidrogênio gasoso ((H= -230 kJ; Ke= 190 a 1000K).
A formação do metano será favorecida pelo aumento ou pela diminuição da temperatura? Qual o efeito que a pressão total deveria exercer sobre o equilíbrio da reação?
Assumindo que se tenham 4 mols da mistura dos gases reagentes na qual 75% correspondem a Hidrogênio, qual seria a fração molar de metano no equilíbrio a 1000K? (39%)
18. 0,2 mols de gás Hidrogênio e 0,4 mols de cloro gasoso são bombeados para um reator de vidro de 5L de capacidade sob vácuo.
Pergunta-se:
a) Se a temperatura da mistura gasosa for de 25ºC determinar a pressão total e as pressões parciais de cada gás, expressas em atm, após o equilíbrio ter sido atingido;
b) Se o recipiente contendo a mistura de gases for exposto a uma temperatura de 454ºC, ocorrerá um aumento de 65% na conversão de reagentes a partir do equilíbrio estabelecido a 25ºC. Sabendo que o reator suporta no máximo uma pressão de 4,5atm, esse aumento na temperatura do meio reacional danificará o reator? Em caso afirmativo, qual o valor do 
p responsável pelos danos causados ao reator?
Dados: Kp25ºC = 6,17x102; Kp454ºC= 56.
19. A 2300 K a constante de equilíbrio de formação do Monóxido de Nitrogênio gasoso a partir do Nitrogênio gasoso e Oxigênio gasoso é 1,7x10-3.
Se a análise de uma mistura mostrar que o Nitrogênio gasoso e o Oxigênio gasoso são ambos 0,25 mol L-1 e que a concentração de Monóxido de Nitrogênio é de 0,0042 mol L-1, a reação estará em equilíbrio? Justificar a sua resposta.
Se vc concluiu que o sistema não está em equilíbrio até esse momento, conforme propõe o item a, para que direção caminharia a reação até que o equilíbrio fosse atingido? Justificar a sua resposta.
Depois de atingido o equilíbrio, quais as concentrações molares dos reagentes?
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