Questoes Equilibrio Quimico Resolvidas-2023-1

2. Escreva a expressão para Keq para as seguintes equações. Em cada caso indique se a reação é homogênea ou heterogênea. (a) 3NO(g) ⇔ N2O(g) + NO2(g) (b) CH4(g) + 2H2S(g) ⇔ CS2(g) + 4H2(g) (c) Ni(CO)4(g) ⇔ Ni(s) + 4CO(g) (d) HF(aq) ⇔ H+(aq) + F−(aq) (e) 2Ag(s) + Zn2+(aq) ⇔ 2Ag+ + Zn(s) (f) N2(g) + O2(g) ⇔ 2NO(g) (g) Ti(s) +2Cl2(g) ⇔ TiCl4(l) (h) 2C2H4(g) + 2H2O(g) ⇔ 2C2H6(g) + O2(g) (i) Co(s) + 2H+(aq) ⇔ Co2+(aq) + H2(g) (j) NH3(aq) + H2O(l) ⇔ NH4+(aq) + OH−(aq) 7 O iodeto de hidrogênio gasoso é colocado em recipiente fechado a 425ºC, onde se decompõe parcialmente em hidrogênio e iodo: 2HI(g) ⇔ H2(g) + I2(g). No equilíbrio encontra-se que PHI = 0,202 atm, PH2 = 0,0274 atm e PI2 = 0,0274 atm. Qual é o valor de Keq à essa temperatura? 11 Considere o seguinte equilíbrio, para o qual ΔH < 0: 2SO2 (g) + O2(g) ⇔ 2SO3(g). Como uma das seguintes variações afetará a mistura e equilíbrio dos três gases? (a) O2 (g) é adicionado ao sistema; (b) a mistura da reação é aquecida; (c) o volume do recipiente de reação é dobrado; (d) um catalisador é adicionado à mistura; (e) a pressão total do sistema é aumentada adicionando-se um gás nobre; (f) SO3(g) é removido do sistema. 20 O pH médio do sangue arterial é 7,40. A temperatura normal do corpo (36ºC), Kw = 2,4x10^-14. Calcule [H+] e [OH-] para o sangue a essa temperatura. 24. Calcule o pH de cada uma das seguintes soluções de ácido forte: (a) 8,5x10^-3 mol/L de HBr; (b) 1,52 g de HNO3 em 575 mL de solução; (c) 5,00 mL de 0,250 mol/L de HClO4 diluído para 50,0 mL; (d) uma solução formada pela mistura de 10,0 mL de 0,100 mol/L de HBr com 20,0 mL de 0,200 mol/L de HCl. 2 Aos sistemas que contém apenas gás e sólido, escrevemos Keq = Kp. Aos sistemas aquosos, Keq = Kc a) 3 NO(g) ⇌ N2O(g) + NO2(g) Keq = p(N2O) * p(NO2) ÷ p(NO)^3 Equilíbrio homogêneo (há somente gás) b) CH4(g) + 2 H2S(g) ⇌ CS2(g) + 4 H2(g) Keq = p(H2)^4 * p(CS2) ÷ p(CH4) * p(H2S)^2 Equilíbrio homogêneo (somente gás) c) Ni(CO)4(g) ⇌ Ni(s) + 4 CO(g) Keq = p(CO)^4 ÷ p(Ni(CO)4) Equilíbrio heterogêneo (sólido e gás) d) HF(aq) ⇌ H+(aq) + F-(aq) Keq = [H+][F-] ÷ [HF] Equilíbrio homogêneo (somente aquoso) e) 2 Ag(s) + Zn2+(aq) ⇌ 2 Ag+(aq) + Zn(s) Keq = [Ag+]^2 ÷ [Zn2+] Equilíbrio heterogêneo (sólido + aquoso) f) N2(g) + O2(g) ⇌ 2 NO(g)\nK_eq = \frac{p(\text{NO})^2}{p(\text{N}_2) \cdot p(\text{O}_2)}\nEquilíbrio homogêneo (somente gás)\n\ng) Ti(s) + 2 Cl2(g) ⇌ TiCl4(l)\nK_eq = \frac{1}{p(\text{Cl}_2)^2}\nEquilíbrio heterogêneo (sólido + gás + líquido)\n\nh) 2 C2H4(g) + 2 H2O(g) ⇌ 2 C2H6(g) + O2(g)\nK_eq = \frac{p(\text{O}_2) \cdot p(\text{C}_2\text{H}_6)^2}{p(\text{H}_2\text{O})^2 \cdot p(\text{C}_2\text{H}_4)^2}\nEquilíbrio homogêneo (somente gás)\n\ni) Co(s) + 2 H^+_{(aq)} ⇌ Co^{2+}_{(aq)} + H2(g)\nK_eq = \frac{[\text{H}_2] \cdot [\text{Co}^{2+}]}{[\text{H}^+]^2}\nEquilíbrio heterogêneo (gás + aquoso + sólido)\n\nj) NH3_{(aq)} + H2O(l) ⇌ NH4^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)}\nK_eq = \frac{[\text{OH}^-] \cdot [\text{NH}_4^+]}{[\text{NH}_3]}\nEquilíbrio homogêneo (aquoso somente) 2 HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g)\nNo equilíbrio: \n\{\np(HI) = 0,202 \text{ atm}\np(H2) = 0,0274 \text{ atm}\np(I2) = 0,0274 \text{ atm}\n\}\nK_eq = \frac{p(H2) \cdot p(I2)}{p(HI)^2} = \frac{(0,0274)(0,0274)}{(0,202)^2} \Rightarrow K_{eq} = 0,0184 Ao adicionar O2(g), o equilíbrio é deslocado no sentido de formação dos produtos (equilíbrio é deslocado para a direita). Ao aquecer a mistura, o equilíbrio é deslocado no sentido de formação dos reagentes (para a esquerda). Um aumento na temperatura (aquecimento) desloca a reação no sentido da reação endotérmica. Como a reação direta é exotérmica (ΔH < 0), a reação inversa será endotérmica (ΔH > 0), então a reação inversa será favorecida ao aquecer o sistema. Ao aumentar o volume, estamos diminuindo a pressão do sistema. Diminuir a pressão desloca o equilíbrio para o lado da reação com maior número de mols de gás. Como temos mais mols de gás no lado dos reagentes (3 mols, 2 SO2 + 1 O2), o equilíbrio é deslocado para a esquerda quando dobramos o volume do recipiente. Ao adicionar um catalisador, o equilíbrio do sistema não é afetado. O catalisador altera apenas a cinética da reação, não alterando o equilíbrio do sistema. Ao aumentar a pressão total do sistema, temos o efeito inverso ao do item c). Assim, o equilíbrio é deslocado para a direita (formação dos produtos). Ao remover SO3, o equilíbrio é deslocado no sentido de formação dos produtos (desloca para a direita). pH = 7,40\nK_w = 2,4 \times 10^{-14}\n\npH = -\log(\text{H}^+) \Rightarrow [\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}} = 10^{-7,40} \Rightarrow [\text{H}^+] = 3,98 \times 10^{-8} \text{ mol/L}\n\nK_w = [\text{H}^+][\text{OH}^-]\n\n[\text{OH}^-] = \frac{K_w}{[\text{H}^+]} = \frac{2,4 \times 10^{-14}}{3,98 \times 10^{-8}} \Rightarrow [\text{OH}^-] = 6,03 \times 10^{-7} \text{ mol/L} 24 a) 8,5.10⁻³ mol L HBr pH = - log ([H⁺]) = -log ([HBr]) = -log (8,5.10⁻³) => pH = 2,07 b) 1,52 g HNO₃ em 575 mL [HNO₃] = n/V = m/MM.V = 1,52 g/(63 g/mol)(0,575 L) = 0,0420 mol L Massa molar HNO₃, 575 mL pH = -log (0,0420) => pH = 1,38 c) 5,00 mL HClO₄ 0,250 mol/L diluído p/ 50,0 mL Cᵢ.Vᵢ = C_f.V_f => (0,250 mol/L) (5,00 mL) = C_f . (50,0 mL) C_f = 0,0250 mol L pH = -log (0,0250) => pH = 1,60 d) 10,0 mL HBr 0,200 mol/L + 20,0 mL HCl 0,200 mol/L n(H⁺)total = (10,0.10⁻³ L) (0,200 mol/L) + (20,0.10⁻³ L) (0,200 mol/L) = 5,00.10⁻³ mol [H⁺] = n(H⁺)total/V_total = 5,00.10⁻³ mol/30,0.10⁻³ L = 0,167 mol L pH = -log (0,167) => pH = 0,778