Equilíbrio Químico

Carolina Batista

O equilíbrio químico é um fenômeno que acontece nas reações químicas reversíveis entre reagentes e produtos.

Quando uma reação é direta, está transformando reagentes em produtos. Já quando ela ocorre de maneira inversa, os produtos estão transformando-se em reagentes.

aA espaço mais espaço bB espaço arpão para a direita sobre arpão para a esquerda espaço cC espaço mais espaço dD

Para ocorrer um equilíbrio químico é necessário que:

  • a temperatura seja constante
  • o sistema não tenha trocas com o ambiente

Quando um ponto de equilíbrio é atingido nas reações reversíveis tem-se:

  • a velocidade das reações direta e inversa iguais.
  • a concentração constante das substâncias presentes na reação.

O equilíbrio químico é medido por duas grandezas: a constante de equilíbrio e o grau de equilíbrio.

Ele pode ser alterado quando ocorre mudanças de: concentração, temperatura, pressão e uso de catalisadores.

Reações Químicas Reversíveis

Exemplo de equação química: 2 reto H com 2 subscrito espaço mais espaço reto O com 2 subscrito espaço seta para a direita espaço 2 reto H com 2 subscrito reto O

No primeiro membro (antes da seta) aparecem os reagentes, ou seja, as substâncias que entram na reação.

No segundo membro (depois da seta) estão os produtos, isto é, as substâncias que foram formadas pela reação.

Em uma reação reversível ela pode ocorrer nos dois sentidos (representado por seta para a direita sobre seta para a esquerda):

reto N com 2 subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 NH com 3 subscrito

Assim, nas reações diretas os reagentes formam produtos (reagentes → produtos). Já nas reações inversas, os produtos formam reagentes (produtos → reagentes).

Gráficos de Equilíbrio Químico

Podemos expressar o equilíbrio químico graficamente utilizando as variáveis velocidade e concentração (eixo y) em função do tempo (eixo x).

O equilíbrio é observado graficamente quando as linhas do gráfico se tornam horizontais, tanto para velocidade quanto para a concentração.

Velocidade x tempo

Observamos que v1 vai diminuindo à medida que os reagentes se transformam em produtos. Já v2 aumenta quando os produtos estão sendo formados.

velocidade x tempo

Ao atingir o equilíbrio químico, a velocidade das reações direta e inversa se tornam iguais.

Concentração x tempo

Observamos que a concentração dos reagentes é máxima e diminui porque eles estão sendo transformados em produtos. Já a concentração dos produtos parte do zero (porque no início da reação só haviam reagentes) e vai crescendo a medida que estão sendo criados.

concentração x tempo

Quando o equilíbrio químico é atingido, a concentração das substâncias presentes na reação é constante, mas não necessariamente iguais.

Tipos de Equilíbrio Químico

Sistemas homogêneos

São aqueles que os componentes do sistema, reagentes e produtos, encontram-se na mesma fase.

Sistemas gasosos

2 NO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço Cl com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 NOCl com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito

Soluções

CH com 3 subscrito COOH com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto C com 2 subscrito reto H com 5 subscrito OH com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço CH com 3 subscrito COOC com 2 subscrito reto H com 5 subscrito com parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito

Sistemas heterogêneos

Os componentes da reação, reagentes e produtos, estão em mais de uma fase.

Sn com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 reto H à potência de mais com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço Sn à potência de 2 mais fim do exponencial com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito

Constante de Equilíbrio (K)

A constante de equilíbrio (Kc) é uma grandeza que caracteriza o equilíbrio químico levando em consideração os aspectos cinéticos das reações químicas e as soluções em equilíbrio dinâmico.

No equilíbrio químico, as taxas de reação de um sentido de reação e seu inverso devem ser iguais.

Sendo assim, foi estabelecido que a constante de equilíbrio é obtida por:

reto K espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo produtos parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo reagentes parêntese recto direito fim da fração

O valor de K varia conforme a temperatura.

Constante de equilíbrio em função da concentração (Kc)

Dada a equação química: aA espaço mais espaço bB espaço arpão para a direita sobre arpão para a esquerda espaço cC espaço mais espaço dD

Expressamos a constante de equilíbrio da seguinte forma:

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo reto C parêntese recto direito à potência de reto c espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto D parêntese recto direito à potência de reto d sobre denominador parêntese recto esquerdo reto A parêntese recto direito à potência de reto a espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto B parêntese recto direito à potência de reto b fim da fração

Sendo que:

  • [ ] é a concentração em mol/L
  • a, b, c e d são os coeficientes estequiométricos

Exemplo:

Equação químicaConstante de equilíbrio Kc
reto N com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 NH com 3 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscritoreto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo NH com 3 subscrito parêntese recto direito à potência de espaço 2 fim do exponencial sobre denominador parêntese recto esquerdo reto N com 2 subscrito parêntese recto direito espaço à potência de 1 espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito à potência de espaço 3 fim do exponencial fim da fração

Atribuindo, por exemplo, valores para as concentrações temos:

ConcentraçõesCálculo da constante de equilíbrio Kc
[N2] = 0,20 mol/Lreto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo 0 vírgula 60 parêntese recto direito à potência de espaço 2 fim do exponencial sobre denominador parêntese recto esquerdo 0 vírgula 20 parêntese recto direito espaço. espaço parêntese recto esquerdo 0 vírgula 20 parêntese recto direito à potência de espaço 3 fim do exponencial fim da fração reto K com reto c subscrito igual a espaço 225
[H2] = 0,20 mol/L
[NH3] = 0,60 mol/L

Outros exemplos:

Equações químicasConstante de equilíbrio (Kc)

CaO com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço CaCO com 3 parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito

componentes: sólido e gás

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador 1 sobre denominador parêntese recto esquerdo CO com 2 subscrito parêntese recto direito fim da fração

CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço CO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço

componentes: líquido e gás

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo CO parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo CO com 2 subscrito parêntese recto direito espaço espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito fim da fração

Ag à potência de mais com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 NH com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço Ag parêntese esquerdo NH com 3 subscrito parêntese direito com 2 subscrito à potência de mais com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito

componentes: solução aquosa e gás

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo Ag parêntese esquerdo NH com 3 subscrito parêntese direito com 2 subscrito à potência de mais parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo Ag à potência de mais parêntese recto direito espaço espaço. espaço parêntese recto esquerdo NH com 3 subscrito parêntese recto direito ao quadrado fim da fração

Observe que quando na reação tivermos algum componente no estado sólido ou um líquido puro, como a água, as concentrações dessas substâncias não participam do cálculo da constante e são substituídas pelo número 1.

Constante de equilíbrio em função das pressões parciais (Kp)

É utilizada quando pelo menos um dos participantes da reação está no estado gasoso e as quantidades são expressas em termos de pressões parciais.

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese esquerdo p com reto C subscrito parêntese direito à potência de reto c espaço. espaço parêntese esquerdo p com reto D subscrito parêntese direito à potência de reto d sobre denominador parêntese esquerdo p com reto A subscrito parêntese direito à potência de reto a espaço. espaço parêntese esquerdo p com reto B subscrito parêntese direito à potência de reto b fim da fração

Exemplo: equilíbrio homogêneo (todos os componentes são gases)

Equação químicaConstante de equilíbrio Kp
reto N com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 NH com 3 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscritoreto K com reto p subscrito espaço igual a espaço numerador p à potência de itálico 2 com NH com 3 subscrito subscrito fim do subscrito sobre denominador p com reto N com 2 subscrito subscrito fim do subscrito itálico espaço itálico. itálico espaço itálico espaço p à potência de itálico 3 com H com itálico 2 subscrito subscrito fim do subscrito fim da fração

Outros exemplos: equilíbrio heterogêneo (componentes em mais de uma fase)

Equações químicasConstante de equilíbrio Kp

2 reto C com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 CO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito

componentes: sólido e gás

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço p à potência de itálico 2 com CO subscrito sobre p com reto O com 2 subscrito subscrito fim do subscrito

Zn com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 HCl com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço ZnCl com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito

componentes: sólido, solução aquosa e gás

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço p com reto H com 2 subscrito subscrito fim do subscrito espaço

Observe que para o cálculo de Kp apenas os gases participam.

Relação entre Kc e Kp

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço reto K com reto c subscrito espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço reto R espaço reto x espaço reto T espaço parêntese direito à potência de incremento reto n fim do exponencial

Sendo que:

  • Kp é a constante de equilíbrio em função das pressões parciais
  • Kc é a constante de equilíbrio em função das concentrações
  • R é a constante dos gases e utilizamos começar estilo em linha 0 vírgula 082 numerador atm. espaço reto L sobre denominador mol espaço. espaço reto K fim da fração fim do estilo quando a pressão parcial é expressa em atm
  • T é a temperatura em Kelvin (º reto C espaço mais espaço 273)
  • Δn é a variação do número de mols (mols dos produtos - mols dos reagentes) e apenas leva em consideração os coeficientes das substâncias no estado gasoso.

Exemplo:

Equação químicaConstante de equilíbrio Kp

2 SO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 SO com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito

sendo, por exemplo, T = 300 K e Kc = 225

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço reto K com reto c subscrito espaço espaço espaço espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço reto R espaço reto x espaço reto T espaço parêntese direito à potência de incremento reto n fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço 225 espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço 0 vírgula 082 espaço reto x espaço 300 espaço parêntese direito à potência de abre colchetes 2 menos parêntese esquerdo 2 mais 1 parêntese direito fecha colchetes fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço 225 espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço 0 vírgula 082 espaço reto x espaço 300 espaço parêntese direito à potência de menos 1 fim do exponencial

Grau de Equilíbrio

O grau de equilíbrio (α) corresponde ao rendimento de uma reação química por meio da relação entre o reagente e a quantidade de mols desse reagente.

Dessa forma, o grau de equilíbrio indica a porcentagem em mols de uma substância até atingir o equilíbrio químico.

alfa espaço igual a espaço numerador parêntese esquerdo número espaço de espaço mols espaço que espaço reagiu parêntese direito sobre denominador parêntese esquerdo número espaço inicial espaço de espaço mols parêntese direito fim da fração

Note que quanto maior for o grau de equilíbrio, maior a chance da reação atingir o equilíbrio.

Exemplo:

Dada a equação química: reto A espaço mais espaço reto B espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço reto C

Supondo que a reação inicia com 100 mols de A. Se, ao chegarmos ao equilíbrio, ainda houver 20 mols de A sem reagir, qual o grau de equilíbrio ele relação ao reagente A?

Resolução: Como no equilíbrio ainda há 20 mols de A, significa que a quantidade que reagiu foi de 80 mols. Aplicando na fórmula de grau de equilíbrio, temos:

reto alfa espaço igual a espaço 80 sobre 100 reto alfa espaço igual a espaço 0 vírgula 8 espaço espaço espaço ou espaço espaço reto alfa sinal de percentagem espaço igual a espaço 80 sinal de percentagem espaço

Para o grau de equilíbrio, temos que:

  • 0 espaço menor que espaço reto alfa espaço menor que espaço 1 espaço
  • 0 espaço menor que espaço reto alfa sinal de percentagem espaço menor que espaço 100 sinal de percentagem

Quanto maior o valor de α, maior é o caminho percorrido pela reação até chegar o equilíbrio.

Leis do Equilíbrio Químico

Lei de ação das massas

A previsão de como o equilíbrio químico é estabelecido foi determinada em 1864 pelos cientistas noruegueses Cato Maximilian Guldberg e Peter Waage. Após observar os aspectos cinéticos das reações reversíveis, eles concluíram que:

“A velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações molares dos reagentes, quando estes estão elevados a expoentes, que são os seus respectivos coeficientes estequiométricos.”

A constante de equilíbrio (Kc) foi criada em termos de concentrações molares dos participantes da reação e essa expressão recebe o nome de lei da ação das massas ou lei Guldberg-Waage.

Princípio de Le Chatelier

O químico francês Henry Louis Le Chatelier, em 1884, observando as alterações das propriedades físicas e químicas de um equilíbrio químico fez a seguinte generalização:

“Quando um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca, sempre no sentido de minimizar a ação do fator aplicado.”

Segundo Le Chatelier, quando mudamos alguma propriedade de um sistema em equilíbrio, a alteração faz com que o sistema busque uma forma de minimizar essa modificação e um novo equilíbrio é formado quando a velocidade das reações direta e inversa se igualam e as concentrações das substâncias das reações tornam-se novamente constantes.

Pelo seu empenho em desenvolver estudos nessa área, Le Chatelier sempre é lembrado quando se fala em equilíbrio químico.

Deslocamento do Equilíbrio Químico

O deslocamento de equilíbrio corresponde a uma alteração da velocidade de uma reação direta ou inversa. Como enuncia o princípio de Le Chatelier, sempre que uma alteração ocorrer no equilíbrio ele se desloca a fim de minimizar essa pertubação.

O resultado desses deslocamentos gera um novo estado de equilíbrio no sistema químico. Além da concentração, a pressão e a temperatura influenciam nesse processo. Já o uso de catalisadores faz com que o equilíbrio seja atingido de maneira mais rápida.

Influência da concentração

Quando aumentamos a quantidade de uma substância (reagente ou produto) em uma reação, o equilíbrio se desloca para ser restabelecido, transformando essa substância.

Deslocamento de equilíbrio

Da mesma forma, se retirarmos uma substância da reação, diminuindo sua quantidade, o equilíbrio é restabelecido produzindo mais dessa substância.

Influência da temperatura

Quando se diminui a temperatura de um sistema, desloca-se o equilíbrio liberando mais energia, ou seja, a reação exotérmica é favorecida.

deslocamento de equilíbrio e temperatura

Da mesma forma, ao aumentar a temperatura, o equilíbrio é restabelecido absorvendo energia, favorecendo a reação endotérmica.

Influência da pressão

O aumento da pressão total faz com que o equilíbrio se desloque para o sentido do menor volume.

Mas, se diminuirmos a pressão total, o equilíbrio tende a se deslocar para o sentido do maior volume.

Exemplo:

Dada a equação química: espaço espaço espaço espaço espaço espaço com espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço exo subscrito fim do subscrito reto N com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço espaço espaço espaço 2 espaço NH com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço à potência de endo

  • Concentração: aumentando a quantidade de N2 na reação, o equilíbrio se desloca para direita, formando mais produto.
  • Temperatura: aumentando a temperatura, o equilíbrio se desloca para esquerda, favorecendo a reação endotérmica (absorvendo energia) e formando mais reagentes.
  • Pressão: aumentando a pressão, o equilíbrio se desloca para direita, que tem menor volume (número de mols).

Influência do catalisador

Quando adicionamos um catalisador ao sistema, essa substância aumentará a velocidade das reações direta e inversa, diminuindo então o tempo necessário para que o equilíbrio químico seja atingido, mas não altera a concentração das substâncias.

Cálculos de Equilíbrio Químico

Aproveite as questões abaixo para ver como os cálculos que envolvem equilíbrio químico são abordados nos vestibulares e o passo a passo para resolver as questões.

Cálculo da constante de equilíbrio Kc

1. (PUC-RS) Um equilíbrio envolvido na formação da chuva ácida está representado pela equação:

2 SO2(g) + O2 (g) → 2 SO3 (g)

Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6 mols de dióxido de enxofre e 5 mols de oxigênio. Depois de algum tempo, o sistema atingiu o equilíbrio; o número de mols de trióxido de enxofre medido foi 4. O valor aproximado da constante de equilíbrio é:

a) 0,53.

b) 0,66.

c) 0,75.

d) 1,33.

e) 2,33.

Resposta correta: d) 1,33.

1º passo: interpretar os dados da questão.

2 SO2(g) + O2 (g) → 2 SO3 (g)
início6 mols5 mols0
reage e é produzido
no equilíbrio4 mols

A proporção estequiométrica da reação é 2:1:2

Então, reagiram 4 mols de SO2 e 2 mols de O2 para produzir 4 mols de SO3.

2º passo: calcular o resultado obtido.

2 SO2(g) + O2 (g) → 2 SO3 (g)
início6 mols5 mols0
reage (-) e é produzido (+)espaço espaço espaço à potência de menos em moldura circular fim do exponencial 4 espaço molsespaço espaço espaço à potência de menos em moldura circular fim do exponencial 2 espaço molsespaço espaço espaço à potência de mais em moldura circular fim do exponencial 4 espaço mols
no equilíbrio2 mols3 mols4 mols

O volume dado é de 1 L. Sendo assim, a concentração das substâncias continua com o mesmo valor do número de mols, pois a concentração molar é:

reto C com reto m subscrito espaço igual a espaço numerador número espaço de espaço mols sobre denominador volume espaço parêntese esquerdo reto L parêntese direito fim da fração

SO2O2SO3
reto C com reto m subscrito espaço igual a espaço numerador 2 espaço mols sobre denominador 1 espaço reto L fim da fração igual a espaço 2 espaço mols dividido por reto Lreto C com reto m subscrito espaço igual a espaço numerador 3 espaço mols sobre denominador 1 espaço reto L fim da fração igual a espaço 3 espaço mols dividido por reto Lreto C com reto m subscrito espaço igual a espaço numerador 4 espaço mols sobre denominador 1 espaço reto L fim da fração igual a espaço 4 espaço mols dividido por reto L

3º passo: calcular a constante.

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo SO com 3 subscrito parêntese recto direito à potência de espaço 2 fim do exponencial sobre denominador parêntese recto esquerdo SO com 2 subscrito parêntese recto direito espaço ao quadrado espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto O com 2 subscrito parêntese recto direito fim da fração espaço igual a espaço numerador 4 à potência de espaço 2 fim do exponencial sobre denominador 2 ao quadrado espaço. espaço 3 fim da fração espaço igual a espaço 1 vírgula 33

Cálculo da constante de equilíbrio Kp

2. (UFES) Numa dada temperatura, as pressões parciais de cada componente da reação: N2(g) + O2(g) ⇄ 2 NO no equilíbrio valem, respectivamente, 0,8 atm, 2 atm e 1 atm. Qual será o valor do Kp?

a) 1,6.

b) 2,65.

c) 0,8.

d) 0,00625.

e) 0,625.

Resposta correta: e) 0,625.

1º passo: interpretar os dados da questão.

  • Pressão parcial de N2 é 0,8 atm
  • Pressão parcial de O2 é 2 atm
  • Pressão parcial de NO é 1 atm

2º passo: escrever a expressão de Kp para a reação química.

reto K com p subscrito espaço igual a espaço numerador p ao quadrado com NO subscrito sobre denominador p com texto N fim do texto com 2 subscrito subscrito fim do subscrito espaço. espaço espaço p com reto O com 2 subscrito subscrito fim do subscrito fim da fração

3º passo: substituir os valores e calcular Kp.

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço numerador 1 sobre denominador 0 vírgula 8 espaço. espaço espaço 2 fim da fração igual a espaço 0 vírgula 625

Cálculo da relação entre Kc e Kp

3. (PUC-SP) No equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) verifica-se que Kc = 2,4 x 10-3 (mol/L)-2 a 727 oC. Qual o valor de Kp, nas mesmas condições físicas? (R = 8,2 x 10-2 atm.L.K-1.mol-1).

1º passo: interpretar os dados da questão.

  • Kc = de 2,4 x 10-3 (mol/L)-2
  • T = 727 oC
  • R = 8,2 x 10-2 atm.L.K-1.mol-1

2º passo: transformar a temperatura em Kelvin para aplicar na fórmula.

reto T com parêntese esquerdo reto K parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço igual a espaço reto T com parêntese esquerdo sinal de grau reto C parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 273 reto T com parêntese esquerdo reto K parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço igual a espaço 727 espaço sinal de grau reto C espaço mais espaço 273 reto T com parêntese esquerdo reto K parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço igual a 1000

3º passo: calcular a variação do número de mols.

Na equação: N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3

2 mols de NH3 são formados pela reação entre 1 mol de N2 e 3 mols de H2. Sendo assim,

Δn espaço igual a espaço mols espaço dos espaço produtos espaço menos espaço mols espaço dos espaço reagentes Δn espaço igual a espaço 2 espaço mols espaço menos espaço parêntese esquerdo 1 espaço mol espaço mais espaço 3 espaço mols parêntese direito Δn espaço igual a espaço 2 espaço menos espaço 4 Δn espaço igual a menos 2

4º passo: aplicar os dados na fórmula e calcular Kp.

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço reto K com reto c subscrito espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço reto R espaço reto x espaço reto T espaço parêntese direito à potência de incremento reto n fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a 2 vírgula 4 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 3 fim do exponencial espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço 8 vírgula 2 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 2 fim do exponencial reto x espaço 1000 parêntese direito à potência de menos 2 fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço 3 vírgula 57 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 7 fim do exponencial

Para mais questões com resolução comentada de Equilíbrio Químico, veja essa lista que preparamos: Exercícios de Equilíbrio Químico.

Carolina Batista
Carolina Batista
Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011) e Bacharelada em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018).