Química

Question

O tetróxido de nitrogênio se dissocia em 18,46% a 25 ºC e 1,00 bar no equilíbrioN2O4(g) 2NO2(g). Calcule K a (a) 25 ºC, (b) 100 ºC dado que ∆rHº = +56,2 kJ mol-1nessa faixa de temperatura

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Para calcular a constante de equilíbrio K a partir da porcentagem de dissociação, podemos utilizar a expressão:

Kc = ([NO2]^2)/[N2O4]

Onde [NO2] e [N2O4] são as concentrações molares em equilíbrio.

Para calcular as concentrações em equilíbrio, podemos utilizar a porcentagem de dissociação:

% dissociação = ([NO2] / [N2O4]) x 100

Substituindo [NO2] por x e [N2O4] por (1-x), temos:

% dissociação = (x / (1-x)) x 100

Desse modo, podemos encontrar o valor de x e, consequentemente, as concentrações em equilíbrio.

(a) 25 ºC:

Para essa temperatura, temos:

∆rHº = +56,2 kJ mol-1
R = 8,314 J mol-1 K-1
T = 25 + 273 = 298 K

Calculando a constante de equilíbrio:

Kc = exp(-∆rHº/RT) = exp(-56200 J/mol / (8,314 J/mol K x 298 K)) = 0,154

Calculando a porcentagem de dissociação:

0,1846 = (x / (1-x)) x 100
x = 0,139
1-x = 0,861

Substituindo na expressão de Kc:

Kc = ([NO2]^2)/[N2O4] = (0,139)^2 / 0,861 = 0,0226

(b) 100 ºC:

Para essa temperatura, temos:

∆rHº = +56,2 kJ mol-1
R = 8,314 J mol-1 K-1
T = 100 + 273 = 373 K

Calculando a constante de equilíbrio:

Kc = exp(-∆rHº/RT) = exp(-56200 J/mol / (8,314 J/mol K x 373 K)) = 2,08

Calculando a porcentagem de dissociação:

0,1846 = (x / (1-x)) x 100
x = 0,277
1-x = 0,723

Substituindo na expressão de Kc:

Kc = ([NO2]^2)/[N2O4] = (0,277)^2 / 0,723 = 0,107

Portanto, a resposta para a questão é:

(a) Kc = 0,0226
(b) Kc = 0,107

Química

Físico-química Ap

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