Um técnico de laboratório colocou 6 mol de NO2 (g) em um rec...

Para resolver a questão proposta, é essencial compreender o conceito de equilíbrio químico. Neste contexto, o equilíbrio químico refere-se à condição em que as concentrações dos reagentes e produtos permanecem constantes ao longo do tempo, devido à igualdade das taxas das reações direta e inversa.

O enunciado nos fornece a seguinte reação em equilíbrio: 2 NO₂(g) ⇆ 2 NO(g) + O₂(g). Inicialmente, há 6 mols de NO₂ em um recipiente de 1 litro, ou seja, a concentração inicial é de 6 mol/L.

Foi informado que 40% do NO₂ sofreu oxirredução, o que significa que 40% do composto foi convertido em produtos. Calculando 40% de 6 mols, temos 2,4 mols convertidos.

No equilíbrio, a quantidade de NO₂ restante é 6 - 2,4 = 3,6 mols. Consequentemente, são formados 2,4 mols de NO e 1,2 mols de O₂ (já que a estequiometria da reação indica que para cada 2 mols de NO₂ consumidos, formam-se 2 mols de NO e 1 mol de O₂).

Com estas concentrações, podemos calcular o Kc (constante de equilíbrio em termos de concentração). A expressão para Kc é:

Kc = [NO]² [O₂] / [NO₂]²

Substituindo as concentrações no equilíbrio, temos:

Kc = (2,4)² * (1,2) / (3,6)²

Calculando, encontramos Kc = 0,53.

Agora, para calcular o Kp (constante de equilíbrio em termos de pressão), utilizamos a relação entre Kc e Kp: Kp = Kc(RT)^Δn, onde Δn é a variação do número de mols de gás. Aqui, Δn = (2 + 1) - 2 = 1.

Considerando R = 0,082 atm.L/mol.K e T = 298 K (25°C em Kelvin), temos:

Kp = 0,53 * (0,082 * 298)¹ ≈ 0,53 * 24,436 ≈ 0,021

Portanto, a alternativa correta é a letra C, que apresenta os valores 0,53 para Kc e 0,021 para Kp.

Vamos agora analisar as alternativas incorretas:

A: Apresenta valores trocados para Kc e Kp.

B: Valores incorretos para ambas as constantes.

D: Também apresenta valores incorretos, invertidos.

Para resolver questões desse tipo, é crucial entender a estequiometria da reação e saber aplicar corretamente as fórmulas para Kc e Kp, considerando também as condições de temperatura e pressão.

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Revisaar

A concentração inicial de NO2 é [NO2] = 6 mol/L

Se 40% de NO2 reagiu, então 0.4*6 = 2,4 mol de NO2 reagiram e restaram 3.6 mols

Da equação balanceada 2 NO2 (g) ⇆ 2 NO(g)+ 02(g) , temos uma proporção de (2:2:1), ou seja, 2.4 mol de NO2 sofreu oxirredução e produziu 2.4 mol de NO e 1.2 mol de O2.

Então no equilíbrio teremos as seguintes concentrações

[NO2] = 3.6 mol/L

[NO] = 2.4 mol/L

[O2] = 1.2 mol/L

Para a constante de equilíbrio Kc:

Kc = [NO]^2 [O2]/[NO2]^2 = (2.4)^2(1.2)/(3.6)^2 = 5.7*1.2/12.96 ≈ 0.53

Aqui já poderíamos responder a questão.

Para a constante de equilíbrio Kp, temos a relação

Kp=Kc(RT)^Δn , note que Δn = nº mol gas reagente - nº mol gas produtos =-1

Kp = 0.53*(0.0821*298)^-1 ≈ 0.021

GABARITO: LETRA C