Lista 8

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Universidade Federal de Viçosa 
QMF100 – Química Geral 
Lista 8: Equilíbrio Químico 
 
1- A equação química, não balanceada, 
 
C6H12O6 + NO3- + H+ ⇌ CO2 + H2O + N2 
 
representa a reação que ocorre em solos pouco aerados e envolve a redução de nitrato 
a nitrogênio, em meio ácido, na presença de carboidrato. O fenômeno, conhecido 
como desnitrificação prejudica a fixação de NO3- pelas plantas. Descreva e justifique 
o que ocorre no equilíbrio quando se adiciona no solo espécie química capaz de: 
a) liberar íons OH- 
b) diminuir o pH 
c) absorver CO2 
d) reagir com N 
e) consumir H2O 
 
2- O gás sulfídrico, H2S, é extremamente venenoso, incolor e seu odor lembra ovos 
estragados. Respirar este gás pode ser fatal e, em baixas concentrações, causa dores 
de cabeça e tonteira. É especialmente perigoso, pois, como inibe o sentido do olfato, o 
aumento de sua concentração deixa de ser percebido. Considerando que uma solução 
de H2S, à temperatura ambiente e pressão de 1,0 atm, tem concentração aproximada 
de 0,1mol/L, calcule a [S2-] em mol/L na solução. 
(Resposta: 3x10-13 mol/L) 
H2S + H2O ⇌ HS- + H3O+ 
HS- + H2O ⇌ S2- + H3O+ 
 
Dados: K1= 1,0×10-7 e K2 = 3,0×10-13 
 
3- Quando somos picados por uma formiga ela libera ácido metanóico (fórmico), 
HCOOH. Supondo que a dor que sentimos seja causada pelo aumento da acidez, e 
que ao picar a formiga libera um micromol de ácido metanóico num volume de um 
microlitro, qual deve ser a concentração de H+(aq) na região da picada? Admita que a 
solução tem comportamento ideal e que a auto-ionização da água é desprezível. 
Dados: K ≈ 10-4 (Resposta: 10-2 mol/L) 
 
HCOOH + H2O ⇌ HCOO- + H3O+ 
 
4- Existem indícios geológicos de que há, aproximadamente, 2 bilhões de anos, a 
atmosfera primitiva da Terra era constituída de cerca de 35% em volume de dióxido 
de carbono (gás carbônico), o que tornava improvável o surgimento de vida na 
superfície do planeta. Todavia, o aparecimento dos moluscos com conchas nos 
oceanos veio a colaborar significativamente para diminuir esta concentração. 
Etapa 1: CO2(g) ⇌ CO2(aq) 
Etapa 2: CO2(aq) + H2O(l) ⇌ H+ (aq) + HCO3-(aq) 
Etapa 3: HCO3-(aq) ⇌ H+(aq) + CO32-(aq) 
Etapa 4: CaCO3(s) ⇌ Ca+2(aq) + CO32-(aq) 
a) Sabendo que as conchas dos moluscos são constituídas de carbonato de cálcio, 
escreva a equação global que representa as etapas reacionais de 1 a 4, relacionadas ao 
fenômeno acima. 
b) Explique como os moluscos com conchas participaram da diminuição da 
concentração do dióxido de carbono na atmosfera. 
 
5- Os seguintes dados foram coletados para a reação: 3 H2(g) + N2(g) ⇌ 2 NH3(g) 
em equilíbrio a 25°C: [H2] = 0,10 mol/L, [N2] = 1,1 mol/L e [NH3] = 3,6x10-2 mol/L. 
Calcule a constante de equilíbrio para a reação. 
(Resposta: K= 1,2) 
 
6- A constante de equilíbrio para a reação do gás cloro com tricloreto de fósforo para 
formar pentacloreto de fósforo é 33 a 250°C. Se um experimento é iniciado com 
concentração de 0,050 mol/L de PCl3 e 0,015 mol/L de Cl2, quais são as 
concentrações no equilíbrio de todos os três gases? 
 
Cl2(g) + PCl3(g) ⇌ PCl5(g) 
(Resposta: [PCl5] = 0,0088 mol/L; [Cl2] = 0,006 mol/L; [PCl3] = 0,041 mol/L) 
 
7- Como o aumento da temperatura afetaria cada um dos equilíbrios? 
a) AgNO3(s) ⇌ Ag+(aq) + NO3-(aq) ΔH° = 22,6 kJ/mol 
b) C(s) + O2(g) ⇌ 2CO(g) ΔH° = -209 kJ/mol 
 
8- Para cada uma das seguintes reações, explique como o equilíbrio responde a um 
aumento na pressão. 
a) 2 SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g) 
b) H2(g) + I2(g) ⇌ 2 HI(g) 
c) 3 H2(g) + N2(g) ⇌ 2 NH3(g) 
 
9- Considere o equilíbrio: N2(g) + O2(g) ⇌ 2 NO(g) 
A 2300 K a constante de equilíbrio Kc = 1,7 x 10-3. Suponha que 0,015 mol de NO(g), 
0,25 mol de N2(g) e 0,25 mol de O2(g) são colocados em um frasco de 10,0 L e 
aquecidos a 2300 K. 
a) O sistema está em equilíbrio? Caso não esteja em qual sentido a reação deve 
prosseguir para atingir o equilíbrio? 
b) Calcule as concentrações no equilíbrio de todas as três substâncias. 
 
10- O seguinte equilíbrio é estabelecido em um recipiente fechado: 
 
C(s) + O2(g) ⇌ CO2(g) ΔH° = -393 kJ/mol 
Como o equilíbrio responde a cada uma das seguintes tensões? 
a) a quantidade de carbono sólido é aumentada. 
b) uma pequena quantidade de água é adicionada e o CO2 dissolve-se nela 
c) o sistema é resfriado 
d) o volume do recipiente é aumentado 
 
11- A uma certa temperatura, a reação 2HF(g) ⇌ H2(g) + F2(g) tem Kc = 1,2 × 10
-13
. 
Essa reação terá avançado muito para a direita quando o equilíbrio for atingido? Se 
0,010 mol de HF for colocado em um recipiente de 1,00 L e o sistema atingir o 
equilíbrio, quais serão as concentrações de H2 e F2 no recipiente? (Resposta: [H2] = 
[F2] = 3,5 × 10
-9) 
12- Suponha que uma mistura é preparada contendo 0,0100 mol de H2, 0,0150 mol de 
F2 e 0,0180 mol de HF em um recipiente de reação de 1,25 L. Quais serão as 
concentrações de todos os gases quando o equilíbrio for atingido? A reação é 2HF(g) ⇌ H2(g) + F2(g), para a qual a constante de equilíbrio Kc = 1,2 × 10-13. (Resposta: 
[HF] = 0,0304 mol/L; [H2] = 0,0 mol/L O valor realmente não é zero, mas é muito 
pequeno, da ordem de 1 × 10-13 mol/L; [F2] = 0,004 mol/L)