Question

Um reator de 5,0L é utilizado para a produção de cloro, seguindo a reação equacionada a seguir:
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O gráfico abaixo mostra como as quantidades de reagentes variam com o tempo, a uma dada temperatura.


Answer 1

Olá!

A questão está incompleta, mas eu consegui encontrá-la e posso te ajudar a resolver.

A reação é:

4 HCl(g) + O2(g) ⇄ 2 H2O(g) + 2 Cl2(g)       ΔH = -113 kJ

O gráfico está em anexo.

A questão pede: Qual o valor da constante de equilíbrio para essa reação nessa temperatura?

De acordo com o gráfico, no início da reação tem-se 1 mol de HCl e 0,3 mol de O2. Ao estabelecer-se o equilíbrio no sistema tem-se 0,1 mol de O2.

Pela proporção estequiométrica da reação, 4:1:2:2, ao reagir uma quantidade x de HCl, reagirá x/4 de O2 e x/2 de H2O e de Cl2.

Portanto, no equilíbrio, haverá 1-x mol de HCl, 0,1 mol de O2 como dito anteriormente e x/2 mol de H2O e de Cl2.

No equilíbrio:

0,3 - (x/4) = 0,1

x = 0,8 mol O2 (quantidade que foi consumida de O2)

Quantidade, em mol, de HCl:

1 - x = 1 - 0,8 = 0,2 mol

Quantidade, em mol, de H2O e Cl2:

x/2 = 0,8/2 = 0,4 mol

Cálculo da concentração dos reagentes e produtos no equilíbrio:

[HCl] = 0,2/5 = 0,04 mol/L

[O2] = 0,1/5 = 0,02 mol/L

[H2O] = [Cl2] = 0,4/5 = 0,08 mol/L

A constante de equilíbrio Kc é dada pela razão das concentrações dos produtos pela concentração dos reagentes da reação direta, elevados a expoentes iguais aos seus coeficientes estequiométricos da reação química.

Kc = [(0,08)²(0,08)²]/[(0,04)⁴(0,02)]

Kc = 800