Soluções Química - Semana 33

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Iniciante

A constante de equilíbrio fornecida representa a seguinte reação:

CH_{4(g)} + H_2O_{(g)} \rightleftharpoons CO_{(g)} + 3H_{2(g)}

Pelo Princípio de Le Chatelier, a adição de CO ao sistema desloca o equilíbrio para o lado dos reagentes, de forma a consumir o excesso de produto. Isso também pode ser verificado pela expressão de K:

K = \frac {[CO] \cdot [H_2]^3}{[CH_4] \cdot [H_2O]} . Para que K se mantenha constante, deve haver aumento na concentração dos reagentes (denominador da fração).

Intermediário

A reação apresenta trata da cisão homolítica de moléculas de H_2. Sabemos que a dissociação dessa molécula diatômica compreende a quebra de uma ligação estável, formando dois radicais - espécies altamente reativas -, o que é desfavorável energeticamente.

Assim, a reação apresenta \DeltaH > 0. Extraída essa informação, podemos solucionar o problema.

H_{2(g)} \rightleftharpoons 2H\cdot _{(g)}

i) Um aumento da temperatura desloca o equilíbrio para a direita, levando a uma maior produção de H\cdot, pois há maior quantidade de energia disponível para a quebra da ligação H-H.

ii) Quando o volume do sistema é diminuído, o equilíbrio se desloca para o lado com menor número de mols de gás (menor volume ocupado). Logo, o sentido inverso é favorecido.

iii) A adição de xenônio não desloca o equilíbrio. Embora aumente a pressão total do sistema, reduz proporcionalmente as pressões parciais dos gases, anulando quaisquer efeitos sobre o equílibrio.

Avançado

O equilíbrio de dissociação proposto é A_2B_{4(g)} \rightleftharpoons AB_{2(g)}

Antes de ser atingido o equilíbrio, temos 1 mol/L de A_2B_4 e 0 mol/L de AB_2

Para atingir-se o equilíbrio, são consumidos \alpha \cdot [A_2B_4] = \alpha \cdot 1 = \alpha mol/L de A_2B_4 e são produzidos 2 \cdot \alpha mol/L de AB_2.

Assim, a constante de equilíbrio K_c pode ser escrita como K_c = \frac {2 \alpha}{1 - \alpha}. Como temos o valor de K_c = 14, calculamos a quantidade de A_2B_4 dissociada (\alpha).

14 - 14 \alpha = 2 \alpha
\alpha = \frac {14}{16}

\Rightarrow \alpha = 0,875 = 87,5 %

 

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