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Dificuldade: fácil

O iodo, $\mathrm{I}_2(\mathrm{g})$, reage com o hidrogénio, $\mathrm{H}_2(\mathrm{g})$, em fase gasosa, formando-se iodeto de hidrogénio, $\mathrm{HI}(\mathrm{g})$.

A reação pode ser traduzida por

$$\mathrm{I}_2(\mathrm{g})+\mathrm{H}_2(\mathrm{g}) \rightleftharpoons 2 \mathrm{HI}(\mathrm{g})$$

Nesta reação, a variação de entalpia associada à formação de $2 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{HI}(\mathrm{g})$ é $-9,2 \mathrm{~kJ}$.

Questão:

Considere que, à temperatura $T$, se introduziu, num reator com a capacidade de $1,00 \mathrm{~L}$, uma mistura de $\mathrm{H}_2(\mathrm{g})$ e de $\mathrm{I}_2(\mathrm{g})$, em diferentes concentrações, não existindo inicialmente $\mathrm{HI}(\mathrm{g})$ no reator.

O gráfico da Figura 3 mostra a evolução, ao longo do tempo, $t$, das concentrações, $c$, dos reagentes.

Determine a constante de equilíbrio, $K_{\mathrm{c}}$, da reação considerada, à temperatura $T$.

Apresente todas as etapas de resolução.

Fonte: Exame - 2017, Época especial
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Tabela Periódica
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Formulário

Fonte: IAVE

Fonte: IAVE

Resolução do Exercício:

Ao observar a figura 3 repara-se que ocorreu uma variação nas concentrações dos reagentes, até estas estabilizarem quando o sistema atingiu equilíbrio químico, isto deve-se aos reagentes se terem convertido em $\mathrm{HI(g)}$ com uma razão de $1:2$, de acordo com a estequiometria da reação. Assim sendo, é possível deduzir qual será a concentração de $\mathrm{HI(g)}$ quando o sistema atingiu equilíbrio químico. $$n_{\mathrm{HI(e)}}=2n_{\mathrm{H_{2}(que ~reagiu)}}=2\Delta n_{\mathrm{I_{2}}}$$$$c=\frac{n}{V}\Leftrightarrow c=\frac{n}{1,00}\Leftrightarrow c=n$$$$\mathrm{[HI]_{e}}=2\times\Delta[\mathrm{H_{2}}]=2\times(0,360-0,144)=0,432 ~\mathrm{mol ~dm^{-3}}$$Com isto, e ao consultar a figura 3 para determinar as concentrações de $\mathrm{I_2}$ e $\mathrm{H_2}$ em equilíbrio, é trivial calcular a constante de equilíbrio da reação à temperatura $T$.$$[\mathrm{I_{2}]_{e}=0,024~mol~dm^{-3}}$$$$\mathrm{[H_{2}]_{e}=0,144~mol~dm^{-3}}$$$$K_{c}=\mathrm{\frac{{[Hl]_{e}}^{2}}{[I_{2}]_{e}[H_{2}]_{e}}}=\frac{0,432^{2}}{0,024\times0,144}=54$$Resposta: A constante de equilíbrio da reação à temperatura $T$ é de $54$.

Fonte: Mestre Panda

Assinala os critérios que a tua resposta incluiu corretamente:



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