Question

Dois mols de moléculas H2(g), são misturados com 1 mol de moléculas O2(g) num recipiente de 500 ml de capacidade. Determine o valor da constante Kc para a formação de H2O(g), sabendo que 80% do H2(g) reagem

Answer 1

A reação que ocorre é:
2H2(g) + O2(g) --> 2H2O(g)

Pela equação, a proporção estequiométrica dos reagente é de 2mols de H2 para 1mol de O2. Como temos exatamente isso de quantidade de reagentes, então não temos reagente em excesso.
A equação global da velocidade da reação, considerando ela elementar, fica:
v= k1.C(H2)².C(O2) - k2.C(H2O)²
Quando em equilíbrio, a velocidade é 0:
0= k1.C(H2)².C(O2) - k2.C(H2O)²
Assim:
k1.C(H2)².C(O2) =  k2.C(H2O)²

Como k1/k2 = Kc, teremos:
Kc=C(H2O)²/[C(H2)².C(O2)]

é dito que no equilíbrio, 80% do H2(g) reagiu, e 80% de 2mols resulta em 1,6mols. Na proporção, reagirá 0,8mols de oxigênio e formará 1,6mols de H2O. Fazendo uma tabela:

Comp.     Inicio     Reação   Final
H2(g)        2           -1,6        2-1,6=0,4mol
O2(g)        1           -0,8       1-0,8=0,2mol
H2O(g)     0          +1,6        0+1,6=1,6mol

Calculamos as concentrações em equilíbrio:
C=n/V        V=500mL=0,5L

C(H2)=0,4/0,5=0,8mol/L
C(O2)=0,2/0,5=0,4mol/L
C(H2O)=1,6/0,5=3,2mol/L

Substituindo na equação:
Kc=C(H2O)²/[C(H2)².C(O2)]
Kc=3,2²/[0,8².0,4]=10,24/0,256= 40 [L/mol]

Espero ter ajudado =)

Answer 2

Podemos afirmar que o valor da constante Kc para a formação de H2O(g), sabendo que 80% do H2(g) reagem é equivalente a 40 [L/mol].

• Podemos começar escrevendo a reação que ocorre:

2H2(g) + O2(g) --> 2H2O(g)

• Pela equação, podemos observar a proporção estequiométrica dos reagente:

2mols de H2 para 1mol de O2.

• Observe que não temos reagente em excesso.

A equação global da velocidade da reação, sendo ela elementar, é:

v= k1.C(H2)².C(O2) - k2.C(H2O)²

No equilíbrio, a velocidade é 0:

0= k1.C(H2)².C(O2) - k2.C(H2O)²

Por isso:

k1.C(H2)².C(O2) =  k2.C(H2O)²

Como

k1/k2 = Kc,

teremos:

Kc=C(H2O)²/[C(H2)².C(O2)]

como sabemos, no equilíbrio:

• 80% do H2(g) reagiu, e
• 80% de 2mols resulta em 1,6mols.

Na proporção, reagirá 0,8mols de oxigênio e formará 1,6mols de H2O:

Comp.     Inicio     Reação   Final

H2(g)        2           -1,6        2-1,6=0,4mol

O2(g)        1           -0,8       1-0,8=0,2mol

H2O(g)     0          +1,6        0+1,6=1,6mol

Concentrações em equilíbrio:

C=n/V        

V=500mL=0,5L

C(H2)=0,4/0,5=0,8mol/L

C(O2)=0,2/0,5=0,4mol/L

C(H2O)=1,6/0,5=3,2mol/L

Substituindo:

Kc=C(H2O)²/[C(H2)².C(O2)]

Kc=3,2²/[0,8².0,4]

Kc=10,24/0,256

Kc= 40 [L/mol]

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