Questão Q02 da 2ª fase da FUVEST 2010

3º dia · Química

Cloreto de nitrosila puro (\text{NOC}\ell) foi aquecido a 240\text{ }^\circ\text{C} em um recipiente fechado. No equilíbrio, a pressão total foi de 1{,}000\text{ atm} e a pressão parcial do \text{NOC}\ell foi de 0{,}640\text{ atm}.
A equação abaixo representa o equilíbrio do sistema:

2\ \text{NOC}\ell\text{ (g)} \rightleftharpoons 2\ \text{NO (g)} + \text{C}\ell_2\text{ (g)}

a) Calcule as pressões parciais do \text{NO} e do \text{C}\ell_2 no equilíbrio.

b) Calcule a constante do equilíbrio.

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Resolução comentada

a)

Como só havia \ce{NOCl} no início, o \ce{NO} e o \ce{Cl2} aparecem apenas pela decomposição, na proporção dos coeficientes: 2 mol de \ce{NO} para 1 mol de \ce{Cl2}. A pressão parcial é proporcional à quantidade de matéria (mesmo V e T), então p_{\ce{NO}} = 2\,p_{\ce{Cl2}}.

A pressão total é a soma das parciais:

p_{\text{total}} = p_{\ce{NOCl}} + p_{\ce{NO}} + p_{\ce{Cl2}}
  1. 1{,}000 = 0{,}640 + 2x + x
  2. 3x = 0{,}360, logo x = 0{,}120\ \text{atm}
  3. p_{\ce{Cl2}} = 0{,}120\ \text{atm} e p_{\ce{NO}} = 2x = 0{,}240\ \text{atm}

p_{\ce{NO}} = 0{,}240\ \text{atm} e p_{\ce{Cl2}} = 0{,}120\ \text{atm}

b)

A constante em termos de pressões parciais (K_p) é o produto das pressões dos produtos, elevadas aos coeficientes, dividido pelo das pressões dos reagentes, também elevadas aos coeficientes:

K_p = \frac{(p_{\ce{NO}})^2\,(p_{\ce{Cl2}})}{(p_{\ce{NOCl}})^2} = \frac{(0{,}240)^2\,(0{,}120)}{(0{,}640)^2} = \frac{0{,}0576 \times 0{,}120}{0{,}4096}
K_p = \frac{0{,}006912}{0{,}4096} \approx 0{,}0169

K_p \approx 1{,}7\times10^{-2}\ \text{atm}

Assuntos: equilíbrio químico, constante de equilíbrio Kp, pressões parciais.

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