Físico-Química ⇒ (UEFS) Equilíbrio Químico Tópico resolvido

[doraoliveira]

[tex3]\ce{CO_{(g)}+H_2O_{(g)} -> CO_{2(g)}+H_{2(g)}}[/tex3]

Em um recipiente de 1L, a 450 ºC, foram colocados 1 mol de [tex3]\ce{CO_{(g)}}[/tex3], 1 mol de [tex3]\ce{H_2O_{(g)}}[/tex3], 3 mol de [tex3]\ce{CO_2_{(g)}}[/tex3]e 3 mol de [tex3]\ce{H_2_{(g)}}[/tex3]. Nessas condições, o recipiente foi fechado e os componentes da mistura gasosa atingiram o equilíbrio químico, representado pela equação em destaque.
Admitindo-se que a constante de equilíbrio à temperatura considerada é igual a 4 e os gases comportam-se como ideais, pode-se afirmar:

a) Ao atingir o equilíbrio químico, a concentração de [tex3]\ce{H_2O_{(g)}}[/tex3] é o dobro da concentração de [tex3]\ce{CO_{(g)}}[/tex3]
b) As concentrações dos gases na mistura tornam-se iguais após o equilíbrio ser estabelecido.
c) O valor da constante de equilíbrio não se altera com a variação da temperatura de reação.
d) A velocidade da reação, antes do equilíbrio se estabelecer, é maior no sentido de formação de mais [tex3]\ce{H_{2(g)}}[/tex3], do que no de formação de [tex3]\ce{CO_{(g)}}[/tex3].
e) As concentrações de [tex3]\ce{CO_{(g)}}[/tex3]e de [tex3]\ce{CO_{2(g)}}[/tex3] no equilíbrio são iguais, respectivamente a [tex3]\frac{4}{3} \ mol \cdot \ell^{-1}[/tex3] e [tex3]\frac{8}{3}\ mol\cdot \ell^{-1}[/tex3].

Resposta

---

gabarito: e

[VALDECIRTOZZI]

Temos a equação químicas e as respectivas quantidades iniciais da mistura:
[tex3]\ce{CO_{(g)} + H_2O_{(g)} \longrightarrow CO_{2(g)} + H_2_{(g)}}\\
1 \ \mol \,\,\,\,\,\,\, 1 \ \mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3 \ \mol \,\,\,\,\,\,\,\,\, 3 \ \mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \text{iníicio}[/tex3]

Calculando a relação entre as concentrações (Q):


Como [tex3]Q> k_c[/tex3], o equilíbrio se desloca para a esquerda para consumir o excesso de produtos:

[tex3]\ce{CO_{(g)} + H_2O_{(g)} -> CO_2_{(g)} + H_2_{(g)}}
\\1 \mol \,\,\,\,\,\,\, 1 \mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3 \mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3 \ \mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \text{início}
\\\,\,\,\,x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \frac{\text{forma}}{\text{consome}}
\\1+x \,\,\,\,\,\,\,\,1+x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3-x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3-x \,\,\,\,\,\,\,\, \text{equilíbrio}[/tex3]

Lembrando que o volume do recipiente é 1 litro:

[tex3]\ce{k=\frac{\left[CO_{2(g)}\right] \cdot \left[H_{2(g)}\right]}{\left[CO_{(g)}\right] \cdot \left[H_2O_{(g)}\right]}}[/tex3]
[tex3]4=\frac{(3-x) \cdot (3-x)}{(1+x) \cdot (1+x)}[/tex3]
[tex3]4=\frac{(3-x)^2}{(1+x)^2}[/tex3]
[tex3]\frac{3-x}{1+x}=2[/tex3]
[tex3]3-x=2+2x[/tex3]
[tex3]3x=1[/tex3]
[tex3]x=\frac{1}{3}\ \mol[/tex3]

[tex3]\left[CO_{(g)}\right]=1+x=1+\frac{1}{3}=\frac{4}{3} \ \mol/\ell[/tex3]
[tex3]\ce{\left[CO_2_{(g)}\right]}=3-x=3+\frac{1}{3}=\frac{8}{3} \ \mol/\ell[/tex3]

Esses resultados esclarecem os outros itens, apenas lembrando que o valor da constante de equilíbrio depende da temperatura.

Espero ter ajudado!

[doraoliveira]

Muito obrigadaaaaaa!!