Equilibrio Quimico Teoria, Exercícios Resolvidos, Exercícios Propostos

EXERCíCIOS Exercícios Propostos EQUILÍBRIO QUÍMICO Cinética química Velocidade de uma reação EQUILÍBRIO QUÍMICO Cinética química Cinética química estuda a velocidade e o sentido de uma reação. Velocidade de uma reação Sabe-se da prática que algumas reações são quase que instantâneas enquanto outras extremamente lentas. Evidentemente entre esses extremos estão colocados as reacões mais ou menos lentas, rápidas, etc. Daí surgiu o conceito de velocidade de urna reacão. Entende-se por velocidade de uma reação a relação entre uma certa transformação e o tempo gasto nesta transformação. O resultante obtido foi idêntico ao anterior, isto é, após certo tempo o gas obtido continha 80% de HI, 10% de H2 e 10% de I2.

Estes resultados levaram a conclusão de que esta reação se efetuava em ambos os sentidos, isto significava que após um dado instante estabelecia-se o equilibrio entre os tres gases. Pt 1 H2 + 2 HI 80% 440ºC Verificamos que neste caso a reacão é caracterizada por duas flexas em sentidos oportos. I2 10% LEI DE AÇÃO DAS MASSAS A Leí de Guldberg-Waage é aplicada as reações reversíveis. A lei de ação das massas que tem o seguinte enunciado em um sistema químico homogêneo em equilíbrio: “há uma razão constante entre o produto das concentrações molares das massas ativas das substâncias de um dos membros da equação e o produto das concentrações molares das massas ativas das substâncias que figurara no outro membro da reação elevados aos respectivos coeficientes da equação Obs.

Constante de Equilíbrio para reações envolvendo gases (KP) Reação química 1 : a A(g) + b B(g) +. x X(g) + y Y(g) +. Equação de velocidade em função das pressões parciais: Reação química 2 : x X(g) + y Y(g) +. V1,p = k1,p. V2,p = k2,p. R. T então: pi =. R. T ou pi = [ i ]. R. ROTEIRO PARA A RESOLUÇÃO DE UM EXERCÍCIO DE EQUILÍBRIO QUÍMICO Durante a resolução devemos estabelecer a seguinte sequência: 1. Estabelecer a equação do sistema, 2. Indicar o nº de mols inicial do sistema (reagente e resultante), 3. Estabelecer estequiometricamente a quantidade molar que reage e que se forma durante o processo, 4. Determinar as quantidades de cada componente (reagente resultante) após o estabelecimento do equilibrio e 5.

Seja o sistema: aA + bB xX+yY Deslocar este equilibrio para a DIREITA significa aumentar as concentrações das substâncias X e Y. Deslocar este equilibrio para a ESQUERDA significa aumentar as concentrações das substâncias A e B. O PrIncípio de La Chatêlier “Se alterar um sistema inicialmente em equilíbrio, pela variação de quaisquer dos fatores que o determinam, o sistema tende a se ajustar, por `si mesmo, de tal maneira a reduzir a um mínimo esta alteração”. Em outras palavras: Se um sistema em equilíbrio for perturbado ou sujeito a uma força que modifica qualquer dos 1 fatores que determinam o estado de equilíbrio, o sistema irá reagir de modo a diminuir o efeito da pertubação. O principio de Le Chatelier permite uma melhor compreensão dos equilíbrios químicos, pois ele permite prever, qualitativamente, o comportamento do sistema às modificações causadas por fatores externos a ele.

d) Conclusão inversa (sentido 2). e) O aumento da concentração de NO2, favorece o aumento das concentrações do N2 e O2 (sentido 2). f) O catalisador influi igualmente nas velocidades das reações 1 e 2 antes de atingir o equilibrio. No equilibrio como influi igualmente na altera a condição de equilibrio (portanto não há deslocamento) 02. A temperatura de 200 K e á pressão total de 2 atm, vapor de água se dissocia 0,6% de acordo com a equação: 2 H2O(g) 2 H2(g) + 1 O2(g). Sabendo-se que o KC da reação é 12. CO(g) + 1 H2O(g) 1 CO2(g) + 1 H2(g) Como o KC é admensional, portanto independe do volume do recipiente, pode ser calculado em função do número de mols. Cálculo do número de mols nCO = = 3 mol Análise do Equilíbrio Quantidade inicial Quantidade que reage e forma Quantidade após equilíbrio KC = …… nH2O = 1 CO(g) 3 x 3-x 12 = nH2 = 1,178 mol e mH2 = 1,178 mol.

mol + 1 H2O(g) 2 x 2-x 1 CO2(g) 0 x x …… X1 = 1,78 mol = 3,56 g + 1 H2(g) 0 x x X2 = 3,67 mol > 3 mol (absurdo) 4 05. Aquecendo-se em recipiente fechado 41,75g de PCl5 formam-se 3,195 g de Cl2 no equilibrio. Ao mesmo tempo ele se disocia parcialmente em tricloreto de fósforo e cloro. Calcular : a) o grau de dissociação e constante de equilíbrio a mesma temperatura b) a pressão atingida se a mesma massa de PCl5 fosse colocada num recipiente de 1 litro a 18 ºC e contendo Cl2 a pressão de 1 atm. e se aquecesse o sistema a volume constante até temperatura de 200ºC. a) m = 3,6 g M = 208,5 g/mol V=1L Início reagiu formou equilíbrio 1 PCl5 1 PCl3 0,0173 0,0173 α 0,0173(1-α) 0,0173 α 0,0173 α + 1 Cl2 0,0173 α 0,0173 α ∑n/V = 0,0173(1-α) + 0,0173 α + 0,0173α = 0,0173(1+α) P. V = ∑n. ou 15,5% Cálculo das novas concentrações no equilíbrio [PCl5] = 0,0173(1-0,155) = 0,0146 mol/L [PCl3] = 0,0173.

mol/L [Cl2] = 0,0173. mol/L Cálculo da pressão nas novas concentrações no equilíbrio ∑n´/V = 0,0146 + 0,00268 + 0,0447 = 0,0620 mol/L P. V = n. R. T. α = 0,2 = 20,0% P. V = n. R. T. Calcular a pressão parcial do vapor d'água para uma pressão total de 5 atm. Um recipiente de 100 L contém 5 mol de LaCl3(s) e 5 mol de H20(g) de modo que a 630ºC estabele-se o equilibrio com uma pressão parcial de HCl igual a 3 atm. Determinar : a) a pressão parcial do H20(g) b) a % de LaCl3 decomposto c) a constante de equilibrio em termos de pressão parcial 12 13 - Calcular a pressão produzida pelo aquecimento do NH4Cl(s) a 750ºC num recipiente fechado e previamente esvaziado. A constante de equilibrio da reação de decomposição do NH 4Cl a essa temperatura é 200 atm.

Calcular a pressão total se o recipiente fosse enchido com N2 puro para uma pressão inicial do nitrogênio de 2 atm á temperatura ambiente de 20ºC. Qual o efeito obtido quando aumentamos a temperatura dos sistemas em equilíbrio, abaixo: a) 1 H2(g) + 1 Br2(g) b) 1 C (s,diamante) c) 2 HBr(g) + 16 Kcal 1 C (s,grafite) + 900 cal 1 CO2 (g) + 2 SO3(g) 1 CS2 (g) + 4 O2(g) - 265 Kcal 19. A mistura de 14 g de CO com 21,6 g de H2O produz 13,2 g de CO2, conforme a reação abaixo. Qual o Kc da mistura na temperatura da experiéncia? Dados : 1 CO(g) + 1 H2O(g) 1 CO2(g) + 1 H2(g) Massas Atômicas: C = 12,0 ; O = 16,0 ; H = 1,0 R. Kc = 0, 5 20. Num recipiente a 727°C tem-se 0,102 mol/L de NH3(g) , 1,03 mol/L de N2(g) e 1,62 mol/L de H2{g} em equilíbrio.

KP = 0,233 23. A temperatura de 627ºC e pressão total de 1 atm o etano se decompõe segundo a equação: 1 C2H6(g) 1 C2H4(g) + 1 H2(g) sabendo-se que a constante de equilibrio KP é igual 0,0667 atm, calcular: a) A composição da mistura no equilibrio. b) A pressão total do sistema para uma porcentagem molar de Hidrogênio igual a 40%. R. a) 20% de H2, 20% de C2H4 e 60% de C2H6 b) 0,0834 atm 3 24. Kp = 10,98 atm-2 26. g de PCl5 são completamente vaporizados a 250ºC num recipiente de 2,316 L. Calcular: a) o grau de dissociação do PCl5, sabendo-se que e pressão de equilíbrio é igual a 1 atm. b) a pressão total no sistema quando a vaporização do PCl5 é efetuada num recipiente que contém 2,316 L de cloro a 250ºC e a pressão de 0,185 atm.

Dado: 1 PCl5(g) R. Um sistema em equilíbrio contém uma mistura gasosa cuja composição é 20,6% de CO, 0,6% de CO2 e 78,8% de N2. Calcular a composição da mistura inicial sabendo-se que a constante Kp vale 7,86 atm a temperatura de 800K e pressão de 1 atm. Dado : 1 CO2(g) + C(s) 2 CO(g) R. de CO2 , 5% de CO e 85% de N2 30. Na temperatura de 450ºC e pressão de 100 atm. R. A constante KP da reação: 1 NH 4 Cl (s) 1 NH3(g) + 1 HCl(g) a 500ºC é igual a 6,2. atm2. Coloca-se 1 mol de NH4Cl(s) num recipiente de 10 litros a 500ºC. Nestas condicões, calcular : a) pressão do sistema em equilibrio. g 1 CaCl2(s) + 2 H2O(v) KP = 8. atm2 b) 0,184 g 34. Um dessecador contém ar úmido com ponto de orvalho de 10ºC.

Em seguida introduz-se no dessecador, a fim de obter um meio anidro, um sal anidro. Determinar o ponto do orvalho no dossocador para os seguintes sais: 5 a) MgSO4 anidro 1 MgSO4. c) A pressão de CO2 para uma oxidação de 10% do Ni, sabendo-se que sua quantidade inicial é de 1 mol. Dados : Kp = 6,68. R. a) 12,1 atm b) Oxidação c) 806,9 atm.