LISTA5_-_Equilíbrio

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LISTA QUÍMICA GERAL 5 –EQUILÍBRIO
Profa Fatima Ventura Pereira Meirelles
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1a (P1030907) O tetróxido de dinitrogênio, N2O4, se decompõe segundo a reação abaixo:
N2O4(g) 2NO2(g) 		KP = 4,63(103 a 25 oC
O progresso da reação pode ser facilmente monitorado uma vez que o N2O4 é um gás incolor e o NO2 apresenta coloração marrom escuro. Considere um recipiente, a 25 °C, contendo inicialmente apenas N2O4 a uma pressão de 0,650 mmHg e responda aos itens abaixo:
a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio, KP, para a reação acima.
b) Calcule a pressão parcial de N2O4 e NO2, no equilíbrio, a 25 oC.
c) Quando o equilíbrio for atingido, nesta mesma temperatura, a pressão total da mistura será igual, maior ou menor que a pressão inicial no recipiente? Mostre com cálculos e justifique.
2a (P1180906) Em temperaturas próximas de 800oC o vapor d’água reage com o coque (uma forma de carbono obtida a partir do carvão) para formar os gases CO e H2, conforme a equação abaixo:
C(s) + H2O(g)	 CO(g) + H2(g)		Kp = 14,1 a 800oC
A mistura de gases resultante é um importante combustível industrial chamado gás d’água.
a) Quais as pressões parciais de H2O, CO e H2 na mistura em equilíbrio, a 800oC, quando a pressão inicial de H2O for 8,81 atm? 
b) Qual é a pressão total no recipiente quando a mistura está em equilíbrio?
c) O que ocorre com o valor de Kp quando a quantidade de C(s) é aumentada? Explique. (Considere que não houve alteração significativa do volume da mistura de gases).
d) Calcule o valor de Kc para a reação.
Obs. Considere que os gases se comportam idealmente.
3a (P4300607) O Tetróxido de dinitrogênio, N2O4, é um gás incolor que pode se dissociar em NO2, um gás de cor de marrom. 
N2O4(g) 2NO2(g) Kc = 4,61 x 10-3 a 25oC
a) Qual é a tendência da cor (incolor ou marrom) da mistura quando a temperatura é aumentada? Sabe - que a reação é endotérmica.
b) Qual é a percentagem de dissociação do N2O4, quando uma amostra de 0,0240 mol deste gás é colocada em um recipiente de 0,372 L a 25oC?
c) Considere o sistema representado na figura abaixo: 
Inicialmente o sistema contém as quantidades indicadas na figura para a mistura de N2O4 e NO2 que se encontram no frasco A. Calcule a concentração de cada um dos componentes, em mol L-1, na mistura dos gases após a válvula de conexão entre os dois frascos ser aberta e um novo equilíbrio ser estabelecido.
4a (P1310307) O trifluoreto de cloro, ClF3, é um gás altamente tóxico, que pode ser usado, por exemplo, para converter óxido de níquel, NiO, em fluoreto de níquel, NiF2, segundo a reação abaixo:
6NiO(s) + 4ClF3(g)		 6NiF2(s) + 2Cl2(g) + 3O2(g)
a) Calcule a massa de NiO necessária para reagir com o gás ClF3, a 25ºC, em um frasco de 1,5 L, considerando que a pressão parcial do ClF3 é de 350 mmHg e que o rendimento da reação é de 80%, quando o equilíbrio é atingido.
b) Nas condições descritas no item (a), calcule as pressões parciais de todos os gases presentes na mistura em equilíbrio.
c) Calcule Kp para essa reação a 25oC.
d) Explique as principais diferenças entre gases ideais e reais.
5a (P1310307) No processo Solvay, carbonato de sódio, Na2CO3, é obtido pela decomposição do bicarbonato de sódio, NaHCO3, segundo a reação abaixo:
 
2 NaHCO3(s) 
 Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)	
Kp = 0,23 a 100oC
a) Qual é a expressão da constante de equilíbrio (Kp ou Kc) para a reação do processo Solvay?
b) Qual é a pressão total (em atm) no equilíbrio quando uma amostra de NaHCO3 for parcialmente decomposta em um recipiente fechado a 100oC? Desconsidere o volume ocupado pelos componentes sólidos da reação. 
c) Esboce um gráfico que relacione as pressões parciais dos componentes da reação, em função do tempo. 
6a (P3180605) Considere a reação abaixo em equilíbrio, a 450 0C, em um recipiente de 1,0 L.
H2 (g) + I2 (g) ( 2 HI (g)
A análise da mistura em equilíbrio num instante t1 revelou a presença de 0,010 mol de H2, 0,010 mol de I2 e 0,070 mol de HI. Em um determinado instante t2, adiciona-se uma determinada quantidade de H2. Diante dessa perturbação imposta, as concentrações das substâncias se modificarão, estabelecendo-se um novo estado de equilíbrio no instante t3, cuja composição é a seguinte: 0,017 mol de H2, 0,007 mol de I2 e 0,076 mol de HI.
a) Comparando os valores das concentrações de equilíbrio no instante t1 e t3, explique o que ocorreu no sistema quando a concentração de H2 foi alterada.
b) Calcule Kc para o equilíbrio em t1 e para o equilíbrio em t3. O valor de Kc varia quando o equilíbrio é perturbado por uma mudança na concentração de uma das substâncias? Explique.
c) A formação do HI é um processo exotérmico ou endotérmico? Explique. Sabendo que o Kc dessa reação a 300 °C é igual a 11, 3. 
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1 - Resolução:
a) 
b)	N2O4 = 2 NO2		
	0,650 ( x			2x
 4X2 = 4,63(103 x 0,650 ( 4,63(103 X 4X2 + 4,63(103X ( 3,01(103 = 0 
N2O4 = 2 NO2
0,650 ( 0,625		2 x 0,625
0,025				1,25
c) Ptotal = 0,025 + 1,25 = 1,275 mmHg > Pinicial = 0,650 mmHg
A pressão total do sistema aumenta porque essa dissociação se da com o aumento do número de moles. (1(2)
2 - Resolução:
a) 
	
	C(s)
	+
	H2O(g)
	
	CO(g)
	+
	H2(g)
	Inicio (atm)
	
	
	8,81
	
	0
	
	0
	Reagem (atm)
	
	
	-x
	
	x
	
	x
	Equilíbrio (atm)
	
	
	8,81-x
	
	x
	
	x
b) 
c) O valor de Kp não se altera. As concentrações de quaisquer reagentes e produtos sólidos são omitidos na expressão da constante de equilíbrio.
d)
 
3 - Resolução:
a) Quando a temperatura do sistema reacional se eleva, o equilíbrio se desloca do sentido da absorção do calor. Numa reação endotérmica, o calor é absorvido como reagente para se converter nos produtos; então a elevação de temperatura provoca o deslocamento do equilíbrio para a direita, no sentido dos produtos, e a constante de equilíbrio, K, aumenta. Logo, a cor do sistema ficará com um marrom mais escuro, devido a uma presença maior do NO2(g).
b) Observando a equação de equilíbrio, e utilizando o número de mol inicial do N2O4, o volume onde ele estará contido, e a constante de equilíbrio, Kc, podemos calcular a percentagem de dissociação do N2O4.
			
Variação	-x	 +x
Equilíbrio 0,0645 – x 2x
0,0081 corresponde a 12,6% da quantidade inicial de 0,0645. Logo 12,6% é a percentagem de dissociação do N2O4.
c) Utilizando o mesmo raciocínio do item (b) nos podemos calcular a concentração do N2O4 e NO2 no novo equilíbrio. Observe que a reação irá para a direita (o aumento do volume provoca deslocamento do equilíbrio no sentido em que há aumento do número de mol dos gases).
 N2O4(g) 2NO2(g)
Logo as concentrações no equilíbrio dos componentes da reação, são:
[N2O4] = 0,324 - x = 0,324 - 0,00946 = 0,315 mol L-1
[NO2] = 0,0193 + 2 (0,00946) = 0,0382 mol L-1
4 - Resolução:
a) ClF3 	P = 0,461 atm	T=298 K V=1,50 L
NiO
 6 mol NiO (( 4 mol ClF3
 x (( 0,0283 x = 0,0424 mol
0,0424 mol (( 100%
 x (( 80%	 x = 0,0339 mol
 74,7 g (( 1 mol
 x (( 0,0339 mol x = 2,53 g		
b) ClF3
 0,0283 mol (( 100%
 x (( 80% x = 0,0226 mol
6NiO(s) + 4ClF3(g) ( 
 6NiF2(s) + 2Cl2(g) + 3O2(g)
 0,0283 ( (
 -0,0226 +0,0113 +0,0170
 0,00570 0,0113 0,0170
c) 
d) As moléculas de um gás ideal supostamente não ocupam espaços e não se atraem. Entretanto as moléculas reais têm volumes finitos e se atraem. 	
5 - Resolução:
a) 
 
b) 
c)
6 - Resolução:
a) Devido ao aumento da concentração de H2, ocorre no sistema mais formação de HI. Dessa maneira, mais I2 será consumido assim como parte do H2 adicionado. Isso significa que devido a essa perturbação, ocorre distribuição de massas no sistema de tal forma que enquanto a [H2] e de [I2]decrescem, a [HI] cresce.
b)
Não. O valor de Kc permanece constante, na temperatura em que foi realizado o experimento. A redistribuição de massas ocorre justamente para restabelecer o equilíbrio, ou seja, os valores das concentrações se alteram, mas Kc permanece constante.
c)
Num processo endotérmico, a elevação de “T” provoca aumento de “K”, e uma diminuição de “T” provoca uma diminuição de “K”. Observe que em 450°C o K é de 49 e em 300°C é de 11,3.
 A B
� EMBED ACD.ChemSketch.20 ���
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