Química: a ciência central. CAP 15 - Respostas

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UNIVERSIDADE FEDERAL CAMPINA GRANDE 
CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES 
UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA 
LICENCIATURA EM QUÍMICA 
ALUNO:​ ​JOSÉ RAWAN CARDOSO BATISTA 
 
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS 
CAP - 15 
 
AC​: ​BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. ​Química: a ciência centra​l. 
9 ed. Prentice-Hall, 2005. 
 
15.1 - 
Sim. A primeira caixa é o reagente puro A. Conforme a reação prossegue, algum A 
muda para B. Na quarta é na quinta caixas, as quantidades relativas (concentrações) de 
A -> B a B -> A são iguais e as quantidades relativas de A e B são constantes. 
 
15.2 - 
a) No equilíbrio, as reações direta e inversa ocorrem a taxas de igual. Os reagentes são 
continuamente transformados em produtos, mas os produtos também são transformados 
em reagentes na mesma taxa, de modo que as concentrações líquidas de reagentes e 
produtos são constantes no equilíbrio. 
 
b) No equilíbrio, são as constantes de equilíbrio direta e reversa, não as constantes de 
velocidade, que são iguais. é verdade que a razão das duas taxas constantes é constante 
no equilíbrio, mas essa razão não se limita a ter o valor de 1. 
 
c) No equilíbrio, as concentrações líquidas de reagentes e produtos são constantes, mas 
não necessariamente iguais. As concentrações relativas de reagentes e produtos em 
equilíbrio são determinadas por suas concentrações iniciais e o valor da constante de 
equilíbrio. 
 
15.3 - 
a)​ K​eq​ = 4,2x10​-3 ​s​-1 ​ / 1,5x10​-1​ s​-1​ = 2,8x10​-2 
 
b)​ constante​f ​= constante​r​; k​f​[A] = k​r​[B] 
uma vez que k​f​ <k​r​, para que as duas taxas sejam iguais, [A] deve ser maior que [B] 
 
15.4 - 
a) K​eq ​= [C][D] / [A][B], se K​eq for maior, o numerador da expressão K​eq é muito maior 
que o denominador e os produtos irão predominar no equilíbrio. 
 
b) Se K​eq é grande, k​f ​é grande que k​r​, é a reação direta tem a maior constante de 
velocidade. 
 
15.5 - 
a) A lei da ação de massa expressa a relação entre as concentrações de reagentes e 
produtos em equilíbrio para qualquer reação. A lei das ações de massa é uma expressão 
genérica de equilíbrio. 
K​eq​ = P(NOBr​2​) / P(NO​2​) x P(Br​2​) 
 
b) A expressão da constante de equilíbrio é uma equação algébrica onde as variáveis 
são as concentrações de equilíbrio dos reagentes e produtos para uma reação química 
específica. A constante de equilíbrio é um número; é a razão calculada a partir da 
expressão de equilíbrio de conjuntos de concentrações de equilíbrio, dependendo das 
concentrações iniciais, mas há apenas uma constante de equilíbrio. 
 
c) Introduzir uma quantidade conhecida de NOBr​2(g) em um recipiente de volume 
conhecido a temperatura constante (conhecida). Após o equilíbrio ser estabelecido, 
meça a pressão total no frasco. Usando uma tabela de equilíbrio, calcule as pressões de 
equilíbrio e as concentrações de NO​(g)​, Br​2(g)​ an NOBr​2(g)​ e calcule K​eq​. 
 
15.6 - 
a) Sim. A forma algébrica da lei de ação da massa depende apenas dos coeficientes de 
uma equação química, não do mecanismo de reação. 
 
b) N​2(g) + 3H​2(g) ​⇋ 2NH​2(g)​. O haber process é o método industrial primário de fixação de 
nitrogênio, isto é, de conversão de N​2(g) em formas utilizáveis. o principal uso do NH​2(g) 
do processo de haber é para fertilizantes. 
 
c)​ K​eq​ = P(NH​3​)​2​ / P(N​2​) x P(H​2​)​3 
 
15.7 - 
a)​ K​eq​ = P(N​2​H)​ ​x P(NO​2​) / P(NO)​3​ ​ ​b)​ K​eq​ = P(CS​2​)​ ​x P(H​2​)​4​ / P(CH​4​)​ ​x P(H​2​S)​2 
 
c)​ K​eq​ = P(CO)​4​ / P(Ni(CO)​4​) ​d)​ K​eq​ = [H​+​][F​-​] / [HF] ​ e)​ K​eq​ = [Ag​+​]​2​ / [Zn​2+​] 
Homogênea: a, b, d; Heterogênea: c, e; 
 
15.8 - 
a) K​eq = P(NO)​2 ​/ P(N​2​) ​x P(O​2​) b) K​eq = 1 / P(Cl​2​)​2 ​c) K​eq = P(C​2​H​6​)​2 ​x P(O​2​) / 
P(C​2​H​4​)​2​ ​x P(H​2​O)​2 
 
d)​ K​eq​ = P[Co​2+​]​ ​x P(H​2​) / [H​+​]​2​ ​ e) ​ ke​eq​ = [NH​4​+​][OH​-​] / [NH​3​] 
Homogênea: a, c, e; Heterogênea: b, d; 
 
15.9 - 
a) Principalmente reagentes (K​eq​ < 1) 
b) Principalmente produtos (K​eq​ > 1) 
15.10 - 
a) Equilíbrio está para a direita, favorecendo produtos (K​eq ​> 1) 
b) Equilíbrio fica à esquerda, favorecendo os reagentes (K​eq​ <1) 
 
15.11 - 
a) 2SO​2(g) ​+ O​2(g)​⇋ ​2SO​3(G) ​é o reverso da reação dada. 
K​eq​’ = (K​eq​)​-1​ 1/ 2,4x10​-3​ = 4,2x10​2 
 
b) Visto que K​eq < 1 (quando SO​3 é o reagente) e K​eq ​> 1 (quando SO​3 é o produto), o 
equilíbrio favorece SO​3​ nessa temperatura. 
 
15.12 - 
a) 2NOBr​(g)​ ​⇋​ 2NO​(g)​ + Br​2(g) ​ é o reverso da reação dada. 
 
b) Visto que K​eq < 1 (quando NOBr é o produto) e K​eq ​> 1 (quando NOBr é o reagente), 
o equilíbrio favorece NO nessa temperatura. 
 
15.13 - 
a) K​eq​ = 1 / K​eq​ = 1 / 0,112 = 8,93 
b) K​eq​ = 1 / K​eq​2​ = (0,112)​2 ​= 1,25x10​-2 
c) K​eq​ = 1 / K​eq​2​ = 1 / (0,112)​2​ = 79,7 
 
15.14 - 
a) K​eq​ = 1 / K​eq​ = 1 / 0,0752 = 13,3 
b) K​eq​ = (K​eq​)​1/2​ = (0,0752)​1/2 ​= 0,274 
c) K​eq​ = 1 / K​eq​1/2​ = 1 / (0,0,752)​1/2​ = 3,65 
 
15.15 - 
a) K​eq​ = K​eq​1/2​ = (1,1x10​-2​)​1/2​ = 0,1049 = 0,10 
b) K​eq​ = K​eq​2​ = (1,1x10​-2​)​2​ ​ ​= 1,2x10​-4 
c) K​eq​ = 1 / K​eq​2​ =1 / (1,1x10​-2​)​2​ = 8,3x 10​3 
 
15.16 - 
A​(aq)​ + B​(aq)​ ​⇋​ C​(aq)​ k​1​ = 1,9 x 10 ​-4 
C​(aq)​+ D​(aq)​ ​⇋​ E​(aq)​ + A​(aq)​ k​2​ = 8,5 x 10​2 
 
A​(aq)​ + B​(aq)​ + C​(aq)​ + D​(aq)​ ​⇋​ A​(aq)​ + C​(aq)​ + E​(aq)​+ B​(aq)​ + D​(aq)​ ​⇋​ E​(aq)​ k​eq ​ = k​1 ​ x k​2​ = 0,16 
 
K​eq​ = (1,9x10​-4​)(8,5x10​2​) = 0,162= 0,16 
 
15.17 - 
a) k​eq​ = [Hg]​4​ P(O​2​) / [HgO]​2 
b) A concentração molar, a proporção de moles de uma substância ou volume ocupado 
pela substância, é uma constante para sólidos e líquidos puros 
c) k​eq​ = P(O​2​) 
 
15.18 - 
a) k​eq​ = [Na​2​SO​3​] / [Na​2​O] P(SO​2​) 
b) A concentração molar, a proporção de moles de uma substância ou volume ocupado 
pela substância, é uma constante para sólidos e líquidos puros 
c) k​eq​ = 1/P(SO​2​) 
 
15.19 - ​k​eq​ = P(H​2​) P(I​2​) / P(HI)​2 ​= (0,0274)(0,0274) / (0,202)​2​ = 1,84x10​-2 
 
15.20 - 
RT/V = 0,0820006 x L x atm​ /​ mol x K x 500K​ / ​2,00 L = 20,515 = 20,5 atm/mol 
k​eq​ 0,0406 mol (20,5 atm/mol)​ /​ 0,170 mol(20,5 atm/mol) x [0,302 mol (20,5 atm 
/mol)] 
K​eq ​= 0,0406​ /​ 0,170[0,302(20,514=5)]​2 ​= 0,006222 = 6,22x10​-3 
 
15.21 - ​k​eq​ = P(NOCl)​2​ / P(NO)​2​ x P(Cl​2​) = (0,28)​2​ / (0,095)​2​ (0,171) = 50,80 = 51 
 
15.22 - 
a) k​eq​ = P(PCl​3​) / P(PCl​3​) x P(Cl​2​) = 1,30 atm / 0,124 atm x 0,157 atm = 66,8 
b) uma vez que k​eq ​> 1, produtos (o numerador da expressão k​eq​) são favorecidos sobre 
os reagentes (o denominador da expressão K.) 
 
15.23 - 
a) P = nRT/V; P(NO) = 0,10mol x 300K/1,0L x 0,08206 x L x atm / K x mol = 2,462 = 
2,5 atm 
P(H​2​) = 0,050 mol x 300K / 1,0L x 0,08206 x L x atm / K x mol = 1,231 = 1,2 atm 
P(H​2​O)= P(NO) = 2,462 = 2,5 atm. 
P(NO)= 2,462 - 1,53 = 0,932 = 0,9 atm. 
2NO​(g) ​ + 2H​2(g) ​⇋​ N​2(g) ​ + 2H​2​O​(g) 
Inicial 2,462 atm 1,231 atm 0 atm 2,462 atm 
Mudança -0,932 atm -0,932 atm +0,466 atm +0,932 atm 
Equilíbrio 1,53 atm 0,299 atm 0,466 atm 3,394 atm 
 
b) K​eq ​= P(N​2​) P(H​2​O)​2 ​/ P(NO)​2 P(H​2​)​2 = (0,466)(3,394)​2 ​/ (1,53)​2​(0,299)​2 ​= (0,5)(3,4)​2 / 
(1,5)​2 ​(0,30​2​) = 25,65 = 3x10​1 
 
15.24 - 
a) P(H​2​) = 1,374g / 2,016g/mol x 0,08206 x L x atm / mol x k x 700K/2,00L = 
19,5747 = 19,57 atm 
P(Br​2​) = 70,31g / 159,8g/mol x 0,08206 x L x atm / mol x k x 700K/2,00L = 
12,6369 = 12,64 atm 
P(H​2​) = 0,566g / 2,016g/mol x 0,08206 x L x atm / molx k x 700K/2,00L = 8,0635 
= 8,06 atm 
 
H​2(g)​ + Br​2(g)​ ​⇋​ 2HBr​(g) 
Inicial 19,57 atm 12,64 atm 0 atm 
Mudança -11,51 atm -11,51 atm +2(11,51 atm) 
Equilíbrio 8,06 atm 1,13 atm 23,02 atm 
 
b) k​eq​ ​ ​= P(HBr)​2​ / P(H​2​) P(Br​2​) = (23,02)​2​ / (8,06)(1,13)​ ​= 58,2 
 
15.25 - 
a) P = nRT/V; PCO​2​) = 0,2000mol x 500K/2,000L x 0,08206 x L x atm / K x mol = 
4,1030 = 4,10 atm 
P(H​2​) = 0,1000 mol x 500K / 2,000L x 0,08206 x L x atm / K x mol = 2,0,515 = 2,05 
atm 
P(H​2​O) = 0,1600 mol x 500K / 2,000L x 0,08206 x L x atm / K x mol = 3,2824 = 
3,28 atm 
P(H​2​O) = 3,51 - 3,28 = 0,2276 = 0,23 atm 
CO​2(g)​ + H​2(g)​ ​⇋​ CO​(g) ​ + H​2​O​(G) 
Inicial 4,10 atm 2,05 atm 0 atm 3,28 atm 
Mudança -0,23 atm -0,23 atm +0,23 +0,23 atm 
Equilíbrio 3,87 atm 1,82 atm 0,23 atm 3,51 atm 
b) K​eq​ = P(CO)​ ​P(H​2​O)​ ​/ P(CO​2​) P(H​2​)​ ​= (0,23)(3,51) / (3,87)(1,82) = 0,1146 = 0,11 
 
15.26 - 
a) 
 N​2​O​4(g)​ ​⇋​ 2NO​2(g) 
Inicial 1,500 atm 1,000 atm 
Mudança +0,244 atm -0,488 atm 
Equilíbrio 1,744 atm 0,512 atm 
A mudança em P(NO​2 ​) (1,000 - 0,512) = -0488 atm, então a mudança em P(N​2​O​4​) é 
+(0,488/2) = + 0,244 atm. 
 
b) K​eq​ = P(NO​2​)​2 ​/ P(N​2​O​4​) = (0,512)​2​ / (1,744) = 0,1503 = 0,150 
 
15.27 - 
a) Um quociente de reação é o resultado da lei de ação de massa para um conjunto 
geral de concentrações, enquanto a constante de equilíbrio requer concentrações de 
equilíbrio. 
b) Na direção de mais produtos, à direita. 
c) Se Q = K, o sistema está em equilíbrio, as concentrações usadas para calcular Q 
devem ser concentrações de equilíbrio. 
 
15.28- 
a) Se o valor o Q é igual ao valor de k, o sistema está em equilíbrio. 
b) Na direção de menos produtos (mais reagentes), à esquerda 
c) Q = 0 se a concentração de qualquer produto for zero 
 
15.29 - 
a) Q = (1,01x10​-4​)(2,03x10​-4​) / ( 6,12 x 10​-2​) = 3,35x10​-7​; a reação prosseguirá para a 
esquerda. 
b) Q = (3,37x10​-6​)(6,89x10​-5​) / ( 1,38) = 1,68x10​-10​; a reação prosseguirá para a direita. 
c) Q = (4,53x10​-5​)​2​ /( 3,06 x 10​-1​) = 6,71x10​-9​; a mistura está em equilíbrio. 
 
15.30 - 
a) Q = (105)​2​ / (35)(495)​3 ​ = 2,6x10​-6 ​ Q< K​eq 
b) Q = (35)​2​ / (0)(595) = ∞ Q>K​eq 
c) Q = (26)​2​ / (42)​3​(202) = ​ ​4,52x10​-5​; Q = K​eq 
d) Q = (105)​2​ / (5,0)(55)​3​ = 1,3x10​-2​ ; Q>K​eq 
 
15.31 - 
K​eq = P(SO)​2 ​P(Cl)​2 ​/ P(SO​2​Cl​2​); ​P(Cl)​2 = K​eq x ​P(SO​2​Cl​2​) ​/ P(SO) = ​(2,39)(3,31) / 
(1,59) = 4,9754 = 4,98 atm 
 
15.32 - 
P(SO​2​)​2​/ P(SO​2​)​2​P(O​2​); P(SO​3​) = {K​eq x P(SO)​2 x P(O​2​) }​½ = [(0,345) (0,165)​2​(0,755) ] ​½ 
= 0,0842 atm 
 
15.33 - 
a) Keq = P(Br)​2​ / P(Br​2​) = 0.133; P =gRT/ M . V; T = 273 + 1285°C = 1558 K 
 
P(Br​2​) = 0,245 g / 159.8g/mol x 1558 K / 0.200 L x 0.08206 L . atm / K. mol = 
0.9801 = 0.980 atm 
P(Br) = (Keq x P(Br​2​) )​½ ​ = ( 0.133 x 0.9801)​½ ​ = 0.36104 = 0.361 atm 
 
G(Br) = M(Br) P(Br) V / RT = 79.904g/mol x 0.36104 atm x 0.200L/ 1558 K x 
0.08206 L . atm / mol. K = 0.04513 = 0.0451gBr 
 
b) PV = nRT ; P = gRT/( / x V ) 
 
P(H​2​)= 0.056 g H 2 / 2.016 g/mol x 0.08206 L. atm / K. mol x 700 K / 2.000 L = 
0.7978 = 0.80 atm 
 
P (I​2​) = 4.36 g I 2 / 253.8 g / mol x 0.08206 L. atm / K. mol x 700 K / 2.000 L = 
0.4934 = 0.494 atm 
 
K​p = 55.3 = ; P(HI)​2 / P(H​2​) X 12 P(HI) = [ 55.3 (PH​2​) (P​12​)]​1/2 = [ 55.3 (0.7978) ( 
0.4934)] 1/2 = 4.666 = 4.7 atm 
 
G(HI) = M(HI) P(HI) V / RT = 128.0 gHI/ mol x K. mol / 0.08206 L .atm x 4.666 
atm x 2.000L / 700 K = 20.79 = 21gHI 
 
15.34 - 
a) Keq = P​2​I / P​I​2 .​P​I = gRT/ M V = 3.22 x 10​
-2 g / 126.9 g/mol x 0.08206 L .atm / mol. 
K x 800 K = 1.666 x 10​-3​ atm 
P(​I​2​)​ ​= P(​I​)​2​ / Keq = ( 1.666 x 10​-3​)​2​ / 2.04 x 10​-3​ = 1.360 x 10​-3 ​= 1.36 x 10​-3​ atm 
g I​2 ​= M PV/RT = 253.8 g I​2 / mol I​2 x K.mol / 0.08206 L . atm x 1.360 x 10​
-3 atm x 
10.0 L /800 K = 0.0526 g I​2 
 
b) PV= nRT; P =gRT /(/ x V) 
 
P(SO​2​) ​= 2.65gSO​3 / 80.06 g / mol x 0.08206 L. atm / K. mol x 700 K / 2.00 L = 
0.9507 = 0.951 atm 
 
P(O​2​) ​= 1.08 g O​2 / 32.00 g / mol x 0.08206 L. atm / K . mol x 700 k / 2.00 L = 0. 
9693 = 0.969 atm 
Keq = 3.0 x 10​4 ​= P​2 (SO​3​) ​/ P ​2 (SO​2​) x P(O​2​) ; ​P(SO​2​) = [P​2​(SO​3​) ​/ ( Keq ) ( P(O​2​)) 
½​] 
 
P(SO​2​) = [ ( 0.9507)​2​/(3.0 x 10​4​)(0.9693)]​1/2​ = 5.575 x 10​-3​ = 5.58 x 10​-3​ atm 
g(SO​2​) ​= M PV/ RT = 64.06g SO​2 / mol SO​2 x K . mol / 0.08206 L. atm x 5.575 x 
10​-3​ atm x 2.00 L / 700 K = 0.01243 = 0.0124 g SO​2 
 
15.35- 
K​eq​ = P(N​2​) P(O​2​) / P(NO)​2​ = 2,4x10​3 
 2NO​(g)​ ​⇋​ N​2(g)​ + O​2(g) 
Inicial 37,3 atm 0 0 
Mudança -2 x +x +x 
Equilíbrio 37,3 -2x +x +x 
 
2,4x10​2​ = x​2​ / (37,3-2x)​2​ ; (2,4x10​3​)​½​ = x / 37,3 -2x 
 
x = (2,4x10​3​)​½ ​(37,3 -2x); x = 1827,3 - 97,98x; 98,98x = 1827,3, x = 18,4+ = 18atm 
 
P(N​2​) = P(O​2​) = 18 atm; P(NO) = 37,3 - 2(18,46) = 0,377 = 0,4 atm 
 
Estritamente falando, 18 atm tem 2 dígitos e nenhuma casa decimal, então P(NO_ 
não deve ter casas decimais, ou P(NO) = 0 atm. este resultado não é muito útil. 
 
15.36 - 
P (Br​2​)= P (Cl​2​)= nRT / V = 0.30 mol x 0.08206 L. atm / K. mol x 400 K / 1.0 L = 
9.847 = 9.8 atm 
 
Keq = P​2 ​BrC​l ​/ P Br​2​ x P Cl​2​ = 7.0 
 Br​2 (g) + ​Cl​2 ​ ⇋ 2BrCl​(g) 
Inicial  9.8 atm (9.8-x) atm 0 
Mudança  -x -x +2x 
Equilíbrio  (9.8-x) atm (9.8-x) atm +2x 
 
7.0 = (2x)​2​/ (9.8-x)​2 
Terminar 
(7.0)​1/2​ = 2x / 9.847 –x, 2.646(9.847 – x) = 2x, 26.056 = 4.646x, x = 5.608 = 5.6 atm 
P(BrCl) = 2x = 11.216 = 11 atm 
 
15.37 - 
A pressão no equilíbrio de Br​2(g) ​é : 
Keq = P​2​(NO) x P(Br​2​)/ P​2​(NOBr) 
P(NOBr) = P(NO) e P(Br​2​)= Keq = 0.416 atm. 
 
15.38 - 
Keq = P(H​2​S) x P(NH​3​) = 7.0 x 10​-2​. 
 
15.39 - 
a) Podemos expressar Keq = P(H​3​). P(BCl​3​), como não sabemos os valores, chamamos 
PH​3​ e BCl​3​ de x. 
X = 5.42 x 10​-2​ = x . x 
X​2​ = 5.42 x 10​-2 
X = √5.42 x 10​-2​ = 0.232 atm 
Podemos concluir que as pressões parciais de P(H​3​) e BCl​3​, são iguais no valor de 
0.232 atm. 
 
b) Primeiramente, vamos relacionar a constante dos gases ideais, onde PV/nRT; 
encontraremos o número de mols a substância ( PH​3​). 
nPH​3 ​= PV/RT = 0.232 atm . 0.500 L / 0.082 L . atm / kmol.353K = 4.02 x 10​-3​ mol. 
 
Podemos dizer que P(H​3​) = P(H​3​BCl​3​) devido as proporções. A partir disso, é só 
relacionar o número de mol com a massa molar do PH​3​BCl​3​ ( 151.2) e 
encontraremos a massa mínima. 
 Se 1 mol de PH​3​BCl​3 ​151,2 g de PH​3​Cl​3 
 ​4,02 x 10​-3​ mol X 
 X = 0,607 g de PH​3​BCl​3 
 
15.40 - 
a) k​eq​ = [Ca​
2+​] [ SO​4​
2-​] 
2,4 x 10​-5​ = x.x 
x​2​ = 2,4 x 10​-5 
x = √2.4 x 10​-5​ = 4.9 x 10​-3​ M de Ca​2+​ e SO​4​
2- 
b) Como sabemos a concentração e o volume, basta relacionarmos C = m / V = M = 
C.V, onde m = 4.9 x 10​-3​ M . 3.0 L = 0.0147 mol/ L 
Logo, se 1 mol 136,1 g de CaSO​4 
 0.014 mol X 
 X = 2.0 g de Ca​2​SO​4. 
 
15. 41 - 
Keq = P​I​2​Br ​/ P​I​2​ x P​Br​2​ = 280; P​IBr​ = nRT / V = 0.500 mol / 1.000 L x 423 K x 
0.08206 L. atm / K. mol = 17.356 = 17.4 atm 
 
I​2 ​+ Br​2​ ⇋ 2IBr 
Inicial  0 0 atm 17.356 
Mudança  +x atm +x atm -2x 
Equilíbrio  x atm x atm (17.356 – 2x) atm 
 
K​eq ​= 280 = (17.356 – 2x)​
2​ ; / x​2 ​; 16.733 = 17.356 – 2x / x ; 16.733x – 2x = 17.356; 18.733x 
= 17.356 
X = 0.92647 = 0.926 atm; P​I​2​ = 0.926 atm; P​Br​2​ = 0.926 atm 
 
P(IBr) = 17.356 – 2x = 17.356 – 1.853= 15.503 = 15.5 atm 
Verifica (15.5)​2​ / (0.926)​2​ = 280 
 
15.42 - 
O equilíbrio [Ca​2+​] = [ CrO​4​
2-​] = x 
K​eq​ = 7.1 x 10​
-4​ = x​2​, x = 0.0266 = 0.027 M Ca​2+ ​ e CrO​4​
2- 
 
15.43 - 
a) Desloca o equilíbrio para a direita, ocasionando a formação de mais SO​3-. 
b) Diminui o valor de K. 
c) Desloca o equilíbrio para a esquerda, onde a maior quantidade de mols. 
d) Não afetará, pois as velocidades serão iguais. 
e) Não afetará, pois não constará na expressão de constante. 
f) Desloca o equilíbrio para a direita, permitindo a formação de produtos. 
 
15.44 - 
a) Aumentará, deslocando para a direita. 
b) Aumentará, pois a reação é endotérmica, deslocando para a direita. 
c) Diminuirá, pois a falta não permite a formação completa. 
d) Não afetará o equilíbrio. 
e) Não afetará, as reações serão aceleradas por iguais. 
 
15.45​ - 
(a)​ Nenhum efeito; ​(b)​ nenhum efeito; ​ (c) ​aumento equilíbrio de constante de; ​(d) 
nenhum efeito 
 
15.46 - 
(a)​ A reacção deve ser endotermia (+ ΔH) se houver aumenta a fração de produtos. 
(b)​ Deve haver mais moles de gás nos produtos, se aumentar o volume do vaso 
aumenta a fração de produtos. 
 
15.47 - 
a)​ ΔH ° = ΔH​f​º​ NO​2(g)​ + ΔH​f​º​ N​2​O​(g)​ - 3ΔH​f​º​ NO​(g) 
ΔH ° = 33.84 kJ + 81.6 kJ - 3(90.37 kJ) = -155.7 kJ 
b) A reação é exotérmica (-ΔH​º ), de modo que a constante de equilíbrio vai diminuir 
com o aumento da temperatura. 
c) Δn não é igual a zero, então uma mudança no volume na temperatura constante 
afetará a fração de produtos na mistura de equilíbrio. Um aumento no volume do 
contêiner favorece os reagentes, enquanto uma diminuição no volume favorece os 
produtos. 
 
15. 48 - 
(a) ​ΔH ° = ΔH​f​º​ CH ​2​OH​(g)​ - ΔH​f​º​ CO​(g)​ - 2ΔH​f​º​ H​2(g) 
= -201.2 kJ - (-110.5 kJ.) - 0 kJ = -90.7 kJ 
(b) ​A reacção é exotérmica; um aumento de temperatura iria diminuir o valor de K​eq e 
diminuem o rendimento. Uma baixa temperatura é necessária para maximizar o 
rendimento. 
c) Aumentar a pressão total aumentaria a pressão parcial de cada gás, mudando o 
equilíbrio em direção aos produtos. A extensão da conversão em CH​3​OH aumenta à 
medida que a pressão total aumenta. 
 
15.49 - 
(a) uma vez que os processos direto e reverso são etapas elementares, podemos escrever 
as leis das taxas diretamente da equação química. 
 
Taxa​f​ = k​f​ [CO][Cl​2​] = taxa​r​ = k​f​ [COCl][CI] 
k​r​ / k​f​ = [COCI] [CI] / [CO][Cl​2​] = k 
K​eq​ = k​r​ / k​f​ = 1.4x10​-28​ M​-1​s​-1 ​9.3x1,010 M​-1​s​-1​ = 5x10​-39 
 
para um equilíbrio homogêneo nas fases gasosas, geralmente escrevemos K​eq em termos 
de pressões parciais. nestes exercícios, as concentrações são mais convenientes porque 
as constantes de velocidade são expressas em termos de molaridade. para esta reação, o 
volume de K​eq é o mesmo, independentemente de como K​eq é expresso, porque não há 
mudança nos moles de gás ao passar de reagentes para produtos. 
 
(b) Uma vez que o K​eq é muito pequeno, os reagentes são muito mais abundante do que 
os produtos em equilíbrio. 
 
15.50 - 
K​eq​ = P(CO) P(H​2​)​3​ / P(CH​4​) P(H​2​O); P = g RT / MV; T = 1000K 
 
P(CO) = 8,62g / 28.01g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 1000 K / 5.00 L = 5,050 
= 5,05 atm 
P(H​2​) = 2,60g / 2.016 g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 1000 K / 5.00 L = 21,166 
= 21,2 atm 
P(CH​4​) =43,0g / 16,04g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 1000 K / 5.00 L = 43,99 
= 44.0 atm 
P(H​2​O) = 48,4g / 18,02g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 1000 K / 5.00 L = 44,08 
= 44,1 atm 
 
K​eq​ = (5,05) (21,2)​3​ / (44,0) (44,08) = 24,69 = 24,7 
 
15.51 - 
K​eq​ = P(SO​2​) P(Cl​2​) / P(SO​2​Cl​2​) ; P(SO​2​Cl​2​) = nRT / V = 2,00mol / 2,00L x 303K x 
0,08206L• atm / K • mol = 24,864 = 24,9 atm 
 
 P(SO​2​Cl​2​) = x = 0,56(24,864) = 13,924 = 14atm 
 SO​2​Cl​2(g)​ ​⇋​ SO​2(g)​ + Cl​2(g) 
Inicial 24,9 atm 0 0 
Mudança -14 atm +14 atm +14 atm 
Equilíbrio 11 atm +14 atm +14 atm 
 
K​eq​ = (13,924)​2​ / (10,940) = 17,72 = 18 
 
15.52 - 
 
(a)​ H​2(g) ​+ S​(s)​ ​⇋​ H​2​S​(g) ​K​eq ​= P(H​2​S) / P(H​2​) 
 
(b)​ Calcular a parciais pressões de H​2​S e H​2​. P = g RT / PV; T = 90°C + 273 = 363K 
 
P(H​2​S) = 0,46g / 34,1g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 363K / 1,0L = 0,4018 = 
0,40 atm 
 
P(H​2​) = 0,40g / 2,02g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 363K / 1,0L = 5,89 = 5,9 
atm 
 
K​eq​ = 0.4018 / 5.899 = 0.06811 = 0.068 
 
c)​ como S é um sólido puro, sua "pressão parcial" não muda durante a reação, então 
P(S) não aparece na expressão de equilíbrio. 
 
15. 53 - 
(a) ​K​eq​ = P(Br​2​) P(NO)​2​ / P(NOBr)​2​; P = g RT / PV; T = 100°C + 273 = 373K 
 
P(Br​2​) = 4,19g / 159,8g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 373K / 5,0L = 0,160 = 
0,161 atm 
 
P(NO) = 3,08g / 30,01g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 373K / 5,0L = 0,628 = 
0,628 atm 
 
P(NOBr) = 3,22g / 109,9g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 373K / 5,0L = 0,179 = 
0,179 atm 
 
K​eq​= (0.16051)(0.62828)​2​ / (0.17936) = 1.9695 = 1.97 
 
(b) ​ P,=P8+ PNO + PNoBr = 0.16051 +0.62828 +0.17936 = 0.96815 = 0.968 atm 
 
15.54 - 
(a) 
 A​(g) ​⇋​ 2B​(g) 
Inicial 0,55 atm 0 
Mudança - 0,19 atm +0,38 atm 
Equilíbrio 0,36 0,38 atm 
 
P​f​ = P​A​ + P​B​ = 0.36 atm + 0.38 atm = 0.74 atm 
 
(b) ​ K​eq​ = (P​B​)​2​ / P​A​ = (0,38)​2​ / (0,36) = 0,4011 = 0,40 
 
15.55 - 
(a) ​ K​eq​ = P(NH​3​)​2​ / P(N​2​) x P(H​2​)​3​ = 4.34 x 10-3, T = 300 ° C + 273 = 573 K 
 
P(NH​3​) = g RT / MV 1.05g /17.03g/mol 0.08206 L•atm / K mol x 573 K / 1.00 L 
-2.899 = 2.90 atm 
 
N​2(g)​ + 3H​2(g) ​⇋​ 2NH​3(g) 
Inicial 0 atm 0 atm ? 
Mudança x 3x -2x 
Equilíbrio x atm 3x atm 2,899 atm 
 
(Lembre-se, apenas a mudança linha reflete a estequiometria da reação.) 
 
K​eq​ = (2.899)​2​/ (x)(3x)​3​ = 4,34x10​-3​; 27 x​4​ = (2,8992)​2​ / 4,34x10​-3​; x​4​ = 71.725 
 
x = 2,910 = 291 atm = P(N​2​); P(H​2​) = 3x = 8.730 = 8.73 atm 
 
g​N​2​ ​= MPV / RT = 28.02gN​2​ / molN​2 ​ ​x​ K•mol / 0.08206 L • atm ​x​ 2.910atm x 1.000 
L / 573 K = 1.73 g deN​2 
 
g​H​2​ ​ = 2.016gNH​3​ / mol H​2​ x K • mol / 0.08206 L• atm ​ x​ 8.730 atm x 1.00L / 573K = 
0.374gN​2 
 
b)​ Inicial P(NH​3​)= 2.899 atm + 2(2.910 atm) = 8,719 = 8,72 atm 
 
g​NH​3 ​ = ​17,03gNH​3​ / molNH​3 ​ ​x​ K•mol / 0.08206 L • atm ​x​ 8,719atm x 1.00 L / 573 K = 
3,16 g deNH​3 
 
(c)​ P​f​ = P(N​2​) + P(H​2​) + P(NH​2​) = 2,910atm + 8,730atm + 2,899atm = 14,54atm 
 
15.56 - 
P = nRT / V = 0,025mol x 008206 L • atm / mol • K x 423K / 2,0L = 0,4339 = 0,43 
atm 
2IBr ​⇋​ I​2​ + Br​2 
Inicial 0,43 atm 0 0 
Variação -2x x x 
Equilíbrio (0,43-2x) atm x x 
 
K​aq​ = 8,5x10​-3 ​= P(I​2​) x P(Br​2​) / P(IBr) = x​2​ / (0,43 - 2x)​2​ Tomando a quadrada raiz de 
dois lados 
 
x / (0,4339 - 2x) = (8,5 x 10​-3​)​1/2​ = 0,0922;. x = 0.0922(0.4339 - 2x) 
 
 x + 0,184x = 0.04001, 1,184x = 0.04001, x = 0.03379 = 0.034 atm 
 
P(IBr) em equilíbrio = 0.04 339 - 2(0.03379) = 0.3663 = 0.37 atm 
 
15.57 - 
P(BCl​3​) = nRT / V = 0,00128mol x 333K / 0.500 L x 0.08206 L • atm / mol • K = = 
0.69955 = 0.700 atm 
 
PH​3​BCl​3​ é um sólido e a sua concentração é tomado como uma constante, C. 
PH​3​BCI​3​ ​⇋​ PH​3​ + BCI​3 
 
PH​3​BCI​3​ ​⇋​ PH​3​ + BCI​3 
Inicial C 0 atm 0,700 atm 
Variação +x atm +x atm 
Equilíbrio C +x atm 0,700 atm 
 
 K​eq​ = P(PH​3​) x P(BCl​3​) = 0.052(0.700 + x); x​2​ + 0.700x - 0.052 = 0 
 
x = -0.700 ​土​ [(0700.)​2 ​- 4(-0.052)]​1/2 ​ / 2 = 0,06773 = 6,8x10​-2​ atm P(H​3​) 
 
15.58​ - 
K​eq ​= P(NH​3​) x P(H​2​S); P​t​ = 0.614 atm 
 
Se o equilíbrio quantidades de NH​3​ e o H​2​S são devida unicamente à decomposição de 
NH​4​SH​(s)​, the equilíbrio pressões dos dois gases estão equal, e cada um é de 1/2 dapressão total. 
 
P(NH​3​) = P(H​2​S) = 0.614 am / 2 = 0.307 atm 
K​eq​ = (0.307)​2​ = 0.0943 
 
15.59 - 
P(SO​3​) = gRT / MV = 0.831g / 80.07g/mol x 0.08206 L • atm / K • mol x 1100K / 
1.00L = 0.9368 = 0.937atm 
2SO​3 ​⇋​ 2SO​2​ + O​2 
Inicial 0,9368 0 0 
Variação -2x +2x +x 
Equilíbrio 0,9368-2x 2x x 
[Equilíbrio] 0,2101 atm 0,7264 0,3632 
 
P,= (09368-2x) + 2x + x; 0,9368 + x = 1,300 atm x = 1,300 - 0,9368 = 0,3632 = 0,363 
atm 
K​eq​ = P(SO​2​)​2 ​P(O​2​) / P(SO​2​)​2​ = (0.7264)​2 ​(0.3632) / (0.2104)​2 ​= 4.33 
Em geral, o coeficiente da reação e da forma Q = P(NOCl)​2​ / P(NO)​2​ P(Cl​2​) 
 
15.60 - 
(a)​ Q = (0.11)​2​ / (0.15)​2​ (0.31) = 1.7 
Q > K​eq​. Portanto, a reação mudará em direção ao reagente, à esquerda, em direção ao 
equilíbrio 
 
b) ​ (0.050)​2​ / (0.12)​2​ (0,10) = 1,7 
Q> K​eq​. Portanto, a reação mudará em direção ao reagente, à esquerda, em direção ao 
equilíbrio 
 
c)​ (5.10x10​-3​)​2​ / (0.15)​2​ (0,20) = 5.8x10​-3 
Q< K​eq​. Portanto, a mistura de reação irá na direção de mais produto, para a direita, em 
direção ao equilíbrio 
 
15.61 - 
K​eq​ = Pco​2 ​ = 0,0108; Pco​2 ​= gRT /M.V; T= 900◦C +273 = 1173 K 
a) Pco​2 ​= 4,25g / 44.01 g/mol x 0.08206L.atm /mol.k x 1173 k/10.0 L=0,92954 = 0,930 
atm. Q= 0,930> ​Keq. ​A reação prossegue para a esquerda para atingir o equilíbrio e a 
quantidade de CaCO3 (s) aumenta. 
b) 5,66 g CO, significa Pco​2​. > 0,930 atm; Q> 0,930 >> K​eq ​.A quantidade de CaCO​3​, 
aumenta. 
c) 6,48 g CO, significa Pco​2​.> 0,930 atm; Q> 0,930 >> K​eq​. A quantidade de CaCO​3​, 
aumenta. 
 
15.62 - 
a) Keq= PNI(CO)​4 ​/ P​4​CO 
b) Aumentar a temperatura para 200 ° C favorece o processo reverso (decomposição de 
Ni (CO)​4​(g) ) e, portanto, o valor de K​eq é menor na temperatura mais alta. Este é o 
comportamento esperado de uma reação exotérmica (o calor é um produto). 
c) À temperatura do tubo de escape, o Ni (CO)​4​, o produto é um gás e é transportado 
para a atmosfera com outros gases de escape. Assim, o equilíbrio nunca é 
estabelecido (não temos um sistema fechado) e a reação prossegue para a direita 
como Ni (CO)​4​. O produto é removido. 
 
15.63 - 
K​eq ​=P CO​2 ​/ P CO = 6.0 x 10​2 
Se PCO é 150 torr, PCO nunca poderá exceder 760 - 150 = 610 torr. Então Q = 610 
/ 150 = 4,1. Uma vez que isso é muito menor que K, a reação mudará na direção de 
mais produto. Portanto a redução ocorrerá. 
 
15.64 - 
a) 
 CCl​4 ⇋ ​ ​C​(S) ​+ 2 Cl​2 
Inicial 2.00 atm 0 atm 
Variação - x atm +x atm 
Equilíbrio (2.00-x) atm +x atm 2x atm 
 
Keq = 0,76 = P2Cl2 /P CCl4 = ( 2x)2 /(2.00 – x) 
 1.52-0,76 = 4x2; 4x2+0,76x -1,52 = 0 
 a = 4 , b = 0,76 , c = - 1,52 
 = 0,76 +4,99 / 8 = 0,5287 = 0,53 atm 
 CCl​4 ​= x atm/ 2.00atm = 0,53 /2.00= 0,264 = 26 % 
 
b) P(Cl​2​) =2x = 2 (0.5287) =1. 06 atm 
P(CCl) = 2,00 - x = 2,00 - 0,5287 = 1,47 atm 
 
15.65 - 
 
a) P(CCl​5​)/ P(PCl​3​)​ ​x P(Cl​2​) = (0.20) /(0.50)(0.50) = 0.80 
 0.80(Q) > 0.0870 (K), a reação prossegue para a esquerda. 
 
b) 
 PCl​3 (g) + Cl​2 (g) ⇋ PCl​5(g) 
 
 ​Inicial 0.50 atm 0.50 atm 0.20 atm 
 Mudança + x atm + x atm - x atm 
 Equilíbrio (0.50+ x0) atm (0.50 +x) atm (0.20 – x) atm 
 
Como a reação prossegue para a esquerda, PPCl​5​ deve diminuir e PPCl​3​, e PCl​2​ deve 
aumentar. 
 
K​eq ​= 0.0870 =(0.20 – x) / (0.50 +x) (0.50 +x) ; 0.0870 = 0,20 – x / (0.250 +1.00x + 
x​2​) 
 0.0870( 0.250+1.00x +x​2​) = 0.20 – x; -0.17875 + 1.0870x + 0.0870x​2​ = 0 
 = -1.0870 + 1.1152 / 0.174 = 0.162 
 
P(PCl​3) ​(0.50 +0.162) atm = 0.662 atm 
P(Cl​5​) (0.20- 0.162) atm = 0.038 atm 
P(Cl​2​) (0.50 + 0.162) atm = 0.662 atm 
 
Para 2 casas decimais, as pressões são 0,66, 0,66 e 0,04 atm, respectivamente. Ao 
substituir na expressão K​eq​, as pressões para 3 casas decimais produzem um 
resultado muito mais próximo de 0,0870. 
c) Aumentar o volume do recipiente favorece o processo onde mais moles de gás são 
produzidos, então a reação reversa é favorecida e o equilíbrio se desloca para a 
esquerda; a fração molar de Cl​2​ aumenta. 
d) Para uma reação exotérmica, o aumento da temperatura diminui o valor de K; mais 
reagentes e menos produtos estão presentes no equilíbrio e a fração molar de Cl​2 
aumenta. 
 
15.66 - 
P = n RT /V ; R / V = 0.08206 L.atm / mol. K x 731 K / 500 L = 11.997= 12.0 
atm/mol 
 
P(H​2​) = ​ ​P(I​2​)​ ​= 0.112 mol x 11.997 atm/mol = 1.334= 1.34 atm 
 
P(HI) = 0.775 mol x 11.997 atm/mol = 9.298 = 9.30 atm 
H​2 (g) ​+ I​2(g) ​⇋ 2HI ​(g) ​; K​eq ​= P​2​H​2 ​/ PH​2​ x PI​2​ = (9. 298)​2 ​ /(1.344)​2 ​= 47.861 = 47.9 
 
P(HI) = 0.100 mol x 11.997 atm /mol = 1.1997 = 1.200 atm 
 
 H​2(g) + I​2 (g) ​ ⇋ 2 HI​(g) 
 
Inicial 1.34 atm 1.34 atm 9.30 atm + 1.20 atm 
Mudança +x atm +x atm -2x atm 
Equilíbrio (1.34+x)atm ( 1.34 +x) (10.50-2x) atm 
 
K​eq ​= 47.86 = (10.50 -2x) ​2​ / (1.34 +x)​2 ​. 
 
6.918= 10.50-2x / 1.34 +x ; 9,270 + 6.918 x = 10.50- 2x ; 8.918x = 1.230 
 X= 0.1379 = 0.140 
 P(H​2​ )= PI​2 ​= 1.34 +0.140 = 1.48 atm ; 
 P(HI) = 10.50-2(0.1440) = 10.22 atm 
 (10.22)​2 ​/(1.48)​2​ = 47.68 = 47.7 
 
 ​15.67 - 
a) Como o volume do vaso = 1,00 L, mol = M. A reação irá prosseguir para a 
esquerda para estabelecer o equilíbrio. 
 
 A(g) + 2B(g) ⇋ 2C(g) 
Inicial 0M 0M 1.00 M 
Mudança + x M +2x M -2x M 
Equilíbrio x M 2x M (1.00 -2x) M 
 
Em equilíbrio ,[ C ] = (1.00 -2x) M ,[B] =2x M . 
 
b) X deve ser menor que 0.50 M, de modo que [C], 1.00 -2x , não seja menor que zero. 
 
c) K​eq ​= [C]​2 ​ / [A] [B] ​2 ​; (1.00-2x) ​2​ / (x) (2x)​2​ = 0.25 
1.00-4x + 4x​2 ​ = 0.25 ( 4x) ​3 ​ ; x​3 ​-4x​2 ​+ 4x -1 = 0 
 
d) 
 
e) [A] = x= 0.383 M ; [B] =2x = 0.766 M 
[C] = 1.00 -2x = 0.234 M 
Os valores estimados são razoáveis. 
K​eq​ = 0.25 x ( 0.234) ​2 ​ / ( 0.383) ( 0.766) ​2 ​ = 0,24 . 
 
 15.68 - 
 K​eq ​= P(O)​2 ​x ​ ​P(CO)​2​ / P(CO​2​)​)=2​ = 1 x 10​-13 ​ ; P(O​2​) = ( 0.03) (1 tm) = 0.03 atm. 
 P CO = (0.002) ( 1 atm) = 0. 002 atm ; 
 P CO​2 ​ = ( 0.12) ( 1 atm) = 0.12 atm 
 Q = (0.03) ( 0.002)​2 ​ / (0.12)​2​ = 8.3 x 10 ​-6 ​ = 8 x10 ​-6 
Como Q> K​eq​, o sistema se deslocará para a esquerda para atingir o equilíbrio. 
Assim, um catalisador que promovesse a obtenção do equilíbrio resultaria em um 
menor teor de CO no escapamento. 
 
15.69 - 
A reivindicação da patente é falsa. Um catalisador não altera a posição de equilíbrio 
em um sistema, apenas a taxa de aproximação da condição de equilíbrio. 
 
 15.70 - 
a) 
 (i) K​eq ​= [Na​+​] / [Ag​+​] 
 (ii) K​eq ​= [ Hg ​2​+]​3 ​ / [ Al​3+​]​2 
 (iii) K​eq ​= [ Zn​2+​] PH​2​ / [H​+​]​2 
 
b) De acordo com a Tabela 4.5, a série de atividades dos metais, um metal pode ser 
oxidado por qualquer cátion metálico abaixo dele na mesa. 
 
(i) Ag​+​ está muito abaixo de Na, então a reação continuará para a direita e a chave 
será grande. 
(ii) Al​3+ ​ está acima de Hg, então a reação não irá para a direita e a chave será 
pequena 
(iii) H​+​ está abaixo de Zn, então a reação continuará para a direita e a chave será 
grande. 
 
c) K​eq​ <1 para esta reação, então Fe​2+​ (e portanto Fe) está acima do Cd na mesa. Em 
outras palavras, o Cd está abaixo do Fe. O valor de K​eq​, 0,06, é pequeno, mas não 
extremamente pequeno, portanto, o Cd estará apenas algumas linhas abaixo do Fe. 
 
15.71 - 
a) AgCl ​(s) → Ag​+​(aq) + Cl​- ​(aq) 
b) K​eq ​= [Ag​+​] [Cl​-​] 
c) ∆H◦f Ag​+​(aq) ​+ ∆H◦f Cl​-​(aq) ​- ∆H◦f AgCl​(s) 
 ∆H◦ = +105.90Kj -167.2 Kj-(-127.0 Kj) = +65 .7 Kj 
A reação é endotérmica (o calor é um reagente), então a solubilidade do AgCl (s) em 
H​2​O​(l)​ ​ ​aumentará de acordo com o aumento da temperatura. 
 
15.72- 
a) No equilíbrio, as reações direta e inversa ocorrem em taxas iguais. Um catalisador 
reduz a energia de ativação para as reações direta e inversa; a "curva" seria mais 
baixa. 
b) Espera-se que os reagentes sejam favorecidos no equilíbrio, uma vez que têm menos 
energia. 
c) Um catalisador reduz a energia de ativação para as reações direta e inversa; a 
"curva" seria mais baixa. 
d) Visto que a energia de ativação é reduzida para ambos os processos, as novas taxas 
seriam iguais e a razão das constantes de taxa, K​f​/K​r​ permaneceria inalterada. 
e) Como a reação é endotérmica (a energia dos reagentes é menor que a dos produtos, 
∆E é positivo), o valor de K deve aumentar com o aumento da temperatura. 
 
15.73 - 
Considere o perfil de energia para uma reação exotérmica. 
 
 
 
A energia de ativação na direção direta, E​af​, é igual a E​u​, e a energia de ativação na 
reação reversa, E​ar​, é igual a E​u​-AH. O mesmo é verdadeiro para uma reação 
endotérmica porque o sinal de AH é positivo e E​ar​ <E​af​ . Para a reação em questão, 
 
K=K​f ​/K​r ​= A​f​ e ​–Eaf/RT​/ A​r ​e ​–Ear/RT 
Como a forma In da equação de Arrhenius é mais fácil , consideramos In K. 
 
ln K = ln (K​f​/K​r​) = ln K​f ​– ln K​r​ = -E​af​ /RT + ln A – [-E​ar​ / RT +lnA​r​] 
 
Substituindo E​u​, por E​af​, e (E​u​, - ∆H) por E​ar 
ln K = -E​u​/RT + ln A​f​ – [- (E​u ​- ∆H) /RT +ln A​r​]l 
ln K = -E​u ​+ (E​u​ - ∆H) /RT +ln A​f​ – ln A​r 
ln K = -∆H /RT +ln A​f​/A​r 
 
Para a reação catalisada, E​c​. <E​u​, e E​af​ = E​c​, E​ar​ = E​c​, -∆H. O catalisador não altera o 
valor de ΔΗ 
ln K​c​= - E​c ​+ (E​c​ -∆H) /RT + ln A​f ​– ln A​r 
ln K​c​ = -∆H / RT + ln A​f​/ A​r 
 
Assim, assumindo A​f​, e A​r​, não são alterados pelo catalisador, In K = In K​c​. e K = K​c 
 
15.74 - 
a) P = gRT/ MV = 0.300gH​2​S / 34.08 g /mol H​2​S x 298K /500 L x 0.08206 L x atm / 
mol. K = 0.043054 = 0.0431 atm 
 
b) K​eq​ = PNH​3​ x PH​2​S . Antes do sólido ser adicionado, Q = PNH​3​, PH​2​S = 0 x 0,0431 
= 0. 
 Q <K e a reação continuará para a direita. No entanto, nenhum NH​4​SH​(s)​ está 
presente para produzir NH3​(g),​ então a reação não pode prosseguir. 
 
c) 
 NH​2​H​(s) ​ ⇋ NH​3(g) ​ + H​2​S​(g) 
 
Inicial 0 atm 0.043053 atm 
Mudança + x atm + x atm 
Equilíbrio + x atm (0.043053 +x )atm 
 
K​eq ​= PNH​3 ​x PH​2​S ; 0.120 = (x) (0.043053 + x ) ; 0 = x​2 ​ + 0.43053 x – 0.120; 
 X = 0.3256 = 0.326 atm 
PNH​3 ​= 0.326 atm ; 
PH​2​S = ( 0.043053 + 0.3256) atm = 0 .3686 = 0.369atm 
 
d) H​2​S / P​t​ = 0.3686 atm / (0.3256 +0.3686) atm = 0.531 
 
e) A quantidade mínima de NH​4​HS​(s)​ necessária é ligeiramente maior do que o número 
de moles de NH​3​, presente no equilíbrio. Podemos calcular o mol NH​3​, presente em 
equilíbrio usando a equação do gás ideal. 
 
n(NH​3​)​ ​= P NH​3​ V / RT = 0.3256 atm x K. mol / 0.08206 L. atm x 500 L /298 K = 
0.66657 = 0.666 mol NH​3 
 
0.06657 mol H​2​S x 1 mol de NH​3 ​/ 1mol de H​2​S x 51.12 g NH​4​SH / 1 mol NH​4​SH = 
3.40 g de NH​4​SH 
A quantidade mínima é ligeiramente superior a 3,40g NH​4​HS. 
 
15.75 - 
 
K​eq ​= P​2​CO / PCO​2 ​ . Mol% = pressão%. Uma vez que a pressão total é de 1 atm, mol% 
/ 100 = fração molar = pressão parcial. 
 
Tempo (K) PCO​2​ (atm) PCO (atm) K​eq 
1123 0.0623 0.9377 14.1 
1223 0.0132 0.9868 78.8 
1323 0.0037 0.9963 2.7 x 10​2 
1473 0.0006 0.9994 1.7 x 10 ​3 ​(2x 10​3​) 
 
Como K​eq​ fica maior com o aumento da temperatura, a reação deve ser endotérmica na 
direção para frente. 
 
15.76 - 
 
a) H​2​O​(l)​ ​⇋​ H​2​O​(g) ​; K​eq​ = P(H​2​O) 
 
b) A 30ºC, a pressão de vapor de H​2​O​(l)​ is 31,82 torr. K​eq​ = P(H​2​O) = 31,81 torr 
K​eq​ = 31,82 torr x 1 atm / 760 torr = 0,041868 = 0,04187 atm 
 
c) A Partir de b, o valor de K​eq é a pressão de vapor do líquido a essa temperatura. Por 
definição, pressão de vapor = pressão atmosférica = 1 atm no ponto de ebulição 
normal. K​eq​ = 1 atm 
 
15.77 - 
a) 
 C-C B.O = 1 C=C B.O. = 2 
 
b) ΔH = D(quebra de vínculo) - D(fazendo vínculo) 
E1: ΔH = D(C=C) + D(Cl-Cl) D(C-C) - 2D(C-Cl) 
ΔH= 614 + 242 - 348 - 2(328) = -148kJ 
E2: ΔH = D(C-C) + D(C-H) + D(C-Cl) - D(C=C) - D(H-Cl) 
ΔH = 348 + 413 + 328 - 614 -431 = +44kJ 
 
c) E1 é exotérmico com Δn = -1. o rendimento de C​2​H,4C​2(g) diminuiria com o 
aumento da temperatura e com o aumento do volume do recipiente. 
 
d) E2 é endotérmico com Δn = 1. o rendimento de C​2​H​3​Cl diminuiria com o aumento 
da temperatura e com o aumento do volume do recipiente. 
 
e) O ponto de ebulição dos reagentes e produtos são: C​2​H​2​, -103,7​ºC; Cl​2​, -34,6ºC, 
C​2​H​4​Cl​2​, + 83,5ºC, C​2​H​3​Cl,-13,4ºC; HCl, -84,9​ºC. 
 
Como os produtos de E1 e E2 são otimizados por condições diferentes, execute os 
dois equilíbrios em reatores separados. Uma vez que E1 é exotérmico e Δn = -1, o 
reator à esquerda deve ser o mais pequeno e frio possível para maximizar o 
rendimento de C​2​H​3​Cl​2​. na temperatura abaixo de 83,5ºC o CHCl irá condensar o 
líquido e pode ser facilmente transferido para o segundo reator (à direita). 
 
Como o E2 é endotérmico, o reator à direita deve ser o maior e mais quente possível 
para otimizar a produção de C​2​H​3​Cl. A corrente de saída será uma mistura de 
C​2​H​3​Cl​(g)​, C​2​H​4​Cl​(g)​ e HCl​(g)​. 
 
Asta mistura pode ser executada através de um trocador de calor para condensa e 
subsequentemente por condensação. A mistura de C​2​H​4​Cl​2(l) / HCl​(g) pode ser 
borbulhada através de uma solução aquosa básica, como NaHCO​3(eq) ou NaOH​(aq) 
para remover HCl​(g)​, deixando C​2​H​3​Cl​(g)​ puro 
 
Outros detalhes do projeto do reator, como o uso de catalisador para acelerar essas 
reações, os custos e benefícios exatos da troca de calor, reciclagem de componentes 
que não reagiram e separação e recuperação de produtos, são questões mais bem 
resolvidas por engenheiros químicos.