Resolução do Problema de Equilíbrio Químico
Introdução
Este problema envolve o cálculo da constante de equilíbrio ($K_c$) para uma reação química em equilíbrio. A constante de equilíbrio é um valor numérico que relaciona as concentrações dos produtos e reagentes quando o sistema atinge o equilíbrio químico.
Desenvolvimento
Para calcular $K_c$, utilizamos a Lei da Ação das Massas, que estabelece que a constante de equilíbrio é igual ao produto das concentrações dos produtos elevadas aos seus coeficientes estequiométricos, dividido pelo produto das concentrações dos reagentes elevadas aos seus coeficientes.
Fórmula Geral
$$K_c = \frac{[Produtos]^{coeficientes}}{[Reagentes]^{coeficientes}}$$
Aplicação à Reação
Para a reação: $$2\text{HI}(g) \rightleftharpoons \text{H}2(g) + \text{I}2(g)$$
A expressão de $K_c$ fica:
$$Kc = \frac{[\text{H}2][\text{I}_2]}{[\text{HI}]^2}$$
Análise
| Componente | Concentração (mol/L) | Coeficiente Estequiométrico |
|---|
| HI | $2,2 \times 10^{-2}$ | 2 (reagente) |
| H₂ | $1,0 \times 10^{-3}$ | 1 (produto) |
| I₂ | $2,5 \times 10^{-2}$ | 1 (produto) |
Passo a Passo do Cálculo
- Substituir os valores na fórmula:
$$K_c = \frac{(1,0 \times 10^{-3}) \times (2,5 \times 10^{-2})}{(2,2 \times 10^{-2})^2}$$ - Calcular o numerador (produtos):
$$(1,0 \times 10^{-3}) \times (2,5 \times 10^{-2}) = 2,5 \times 10^{-5}$$ - Calcular o denominador (reagente elevado ao quadrado):
$$(2,2 \times 10^{-2})^2 = 4,84 \times 10^{-4}$$ - Dividir numerador por denominador:
$$K_c = \frac{2,5 \times 10^{-5}}{4,84 \times 10^{-4}} = 0,05165... \approx 5,2 \times 10^{-2}$$
Conclusão
Resposta Final: $K_c = 5,2 \times 10^{-2}$ ou aproximadamente 0,052
Como não foram apresentadas alternativas múltiplas (A, B, C, D, E), esta questão foi resolvida como um exercício de cálculo direto. O valor de $K_c < 1$ indica que, nesta temperatura, a mistura de equilíbrio favorece os reagentes em relação aos produtos.