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Lista 2 – Físico- Química C RELAÇÃO ENTRE CONSTANTES DE EQUILÍBRIO KC E KP Kc = Kp e Kp = Kc . (R . T)∆n n = (Σnprod - Σnreag) (R . T)∆n Vejamos algumas reações em equilíbrio químico e como determinar essas expressões para elas. Observação importante: ∆n envolve apenas os coeficientes das substâncias que estão no estado gasoso. 1 N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) Kp = Kc . (R . T) (2 – 4) Kp = Kc . (R . T) -2 HCl(aq) + AgNO3(aq) ↔ AgCl(s) + HNO3(aq) Kc = não definido – não possui gases. C(s) + O2(g) ↔ CO2(g) Kp = Kc . (R . T) (1- 1 ) Kp = Kc . (R . T) 0 Kc = Kp Exemplos. 1-) A 127°C, em um recipiente de 500 mL encontram-se, em equilíbrio, 0,46 g de NO2 e 1,84 g de N2O4. Calcular as constantes de equilíbrio Kc e Kp da reação 2 NO2 (g) ⇄ N2O4(g) Dados: Massas molares: NO2 = 46 g/mol; N2O4 = 92 g/mol R = 0,082 atm.L.K-1 .mol-1 • Encontrando a molaridade dos reagentes e produtos M NO2 = _m_ = 0,46 = 0,02 mol/L M N2O4 = _m_ = 1,84 = 0,04 mol/L M. V 46 . 0,5 M. V 92. 0,5 • Calculo da constante de equilíbrio Kc = [ N2O4 ] = 0,04 = 100 mol/L -1 [ NO2 ] 2 (0,01)2 • Transformando Kc em Kp Kp = ? Kc = 100 mol/L-1 R = 0,082 atm.L.K-1 .mol-1 T = 127°C + 273 = 400 K ∆n = 1 – 2 = -1 Kp = Kc . (RT)∆n Kp = 100 . (0,082 . 400) -1 Kp = 100 . 0,0305 Kp = 3,05 atm -1 2-) No sistema em equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g), a 27°C, as pressões parciais de cada gás são: pN2 = 0,4 atm, pH2 = 1,0 atm e pNH3 = 0,2 atm. Calcular as constantes de equilíbrio Kp e Kc desse equilíbrio, na temperatura dada. (R = 8,2 x 10-2 atm.L.K-1.mol- 1) • Calculando o Kp Kp = p(NH3 ) 2___ = (0,2)2 = 0,1 atm-2 p(N2) . p(H2) 3 0,4. (1)3 • Transformando Kp em Kc KC = ? Kp = 0,1 atm -2 T = 27 + 273 = 300 K ∆n = 2 – 4 = -2 KC = KP __ = 0,1____ = 0.1____ = 60,516 mol/L -2 (R . T)∆n (0,082 . 300)-2 1,652 .10 -3 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1. A 427º C, a constante Kc, do equilíbrio PCℓ5(g) ⇄ PCℓ3(g) + Cℓ2(g) vale 60 mol/L. Calcule o valor da constante Kp. Resp. 3444 atm. 2. A constante Kp, do equilíbrio 2 NO(g) + O2(g) ⇄ 2 NO2(g) é igual a 0,04 atm-1, a 147ºC. Descubra o valor da constante de equilíbrio Kc Resp. 1,38 mol/L-1 3. Num recipiente de 2 L de capacidade encontram-se 1,8 g de água, 2 g de gás hidrogênio e 1,6 g de gás oxigênio em equilíbrio, a 427ºC. Calcule os valores da constantes Kc e Kp para o equilíbrio: Resp. kc= 2,5 mol/L; Kp = 143,5 atm. 2H2O(g) 2H2 (g) + O2 (g) 4. Na reação PCℓ5(g) ⇄ PCℓ3(g) + Cℓ2(g), a constantes Kc vale 32,8 a 727°C. Em um recipiente estão em equilíbrio 1,5 x 10-3 mol/L de PCℓ5 e 2,0 x 10 -1 mol/L de Cℓ2. Calcular: a) A concentração molar do PCℓ3 nesse equilíbrio. Resp. 0,246 mol/L b) O valor da constante de equilíbrio Kp. Resp = 2689,6 atm (R = 8,2 x 10-2 atm.L.K-1.mol-1) 5. A reação para a formação do NOCℓ(g): 2 NO(g) + Cℓ2(g) ⇄ 2 NOCℓ(g) foi estudada a 25 °C. Nesta temperatura, e a partir de determinadas condições iniciais, as pressões encontradas no equilíbrio foram: pNOCℓ = 1,2 atm; pNO = 5,0 x 10-2 atm; e pCℓ2 = 3,0 x 10-1 atm. a) Calcule o valor de Kp para essa reação a 25 °C. Resp . 1920 atm b) Utilizando o resultado do item “a”, calcule o Kc para essa reação. (R = 0,082 atm.L.K- 1.mol-1) Resp. 46917,12 L.mol
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