Question

A uma certa temperatura, uma mistura de H2 e I2 foi preparada colocando-se 0,2 mol de H2 e 0,2 mol de I2 em um frasco de volume igual a 2 litros. Após
certo tempo foi estabelecido o equilíbrio representado: H2 + I2 <> 2HI (todas no estado gasoso).
A cor púrpura dos vapores de I2 foi usada para monitorar a reação e, a partir da diminuição de sua intensidade, determinou-se que, em equilíbrio, a concentração de I2 era de 0,02 mol/l. Assim, o valor de Kc para essa reação, na temperatura do experimento, é? O gabarito é 64. Alguém poderia mostrar e explicar o cálculo?

Answer 1

Reação:
H2 + I2 ⇒ 2HI

Como o recipiente tem 2 L, a concentração do I2 e de H2 é de:
[I2] = 0,2/2 = 0,1 mol/L
[H2] = 0,2/2 = 0,1 mol/L

Montando uma tabela considerando o início, reação e equilíbrio das concentrações das substâncias, em mol/L, com apenas os valores dados, fica:
  
             [H2]          [I2]             [HI]
i:            0,1           0,1              0
r:                             x
eq:                        0,02 

Agora é preciso descobrir as concentrações no equilíbrio para os outros.
Como no final da reação (equilíbrio), a concentração de I2 foi de 0,02 mol/L e a inicial foi de 0,1 mol/L, dá para calcular o quanto de I2 reagiu:
x = 0,1 - 0,02 = 0,08 mol/ L de I2

E como a proporção da reação é de 1:1 nos reagentes, também há o consumo de 0,08 de H2 e, por consequência, também há 0,02 mol/L de H2 no equilíbrio.

             [H2]          [I2]             [HI]
i:            0,1           0,1              0
r:           0,08         0,08            
eq:        0,02         0,02 

O quanto de HI formado é o dobro dos reagentes, já que são formados 2 mol de HI para cada 1 mol de um dos reagentes. Ou, dá para pensar que o quanto é formado de HI é o quanto é consumido dos reagentes, ou seja, 0,08 + 0,08 = 0,16 mol/L, que é a mesma concentração de HI no equilíbrio.

A constante de equilíbrio, Kc, é dada por:
Kc = [HI]²/[H2] · [I2]
Kc = 0,16²/0,02 · 0,02
Kc = 0,0256/0,0004
Kc = 64