Estudo - Equilíbrio Químico e Iônico - 2023-2

Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) Instituto de Química (IQ) - Departamento de Química Fundamental (DQF) Disciplina: Química Geral Professor: Víctor Martins LISTA DE EXERCÍCIOS – Equilíbrio Químico e Iônico 1 – A constante de equilíbrio (Kc) da reação abaixo, em 1.200°C, e 1,00 x 10-5. N2(g) + O2(g) ↔ 2 NO(g) Calcule a concentração molar de NO, N2 e O2 em um balão de 1,00 L que inicialmente continha 0,114 mol de N2 e 0,114 mol de O2. 2 – Uma mistura de reação de 0,400 mol de H2 e 1,60 mol de I2 foi colocada em um reator de 3,00 L e aquecida. No equilíbrio, 60,0% do gás hidrogênio reagiu. Qual é o valor da constante de equilíbrio, Kc, da reação abaixo nessa temperatura? H2(g) + I2(g) ↔ 2 HI(g) 3 – A constante de equilíbrio Kc da reação: PCl3(g) + Cl2(g) ↔ PCl5(g) é 0,56 em 250°C. Após análise, determinou-se que 1,50 mol de PCl5, 3,00 mols de PCl3 e 0,500 mol de Cl2 estavam presentes em um balão de 0,500 L em 250°C. a) A reação está em equilíbrio? b) Se não, em que direção ela tende a se processar? c) Qual é a composição do sistema no equilíbrio? 4 - Em 500 K, a constante de equilíbrio da reação: Cl2(g) + Br2(g) ↔ 2 BrCl(g) é Kc = 0,031. Se a composição de equilíbrio é 0,495 mol·L-1 de Cl2 e 0,145 mol·L-1 de BrCl, qual é a concentração molar de Br2 no equilíbrio? 5 - Para a reação: H2(g) + I2(g) ↔ 2 HI(g) Temos Keq = 160 em 500 K. Uma análise da mistura de reação em 500 K mostrou que ela tinha a composição, PH2 = 0,20 bar, PI2 = 0,10 bar e PHI = 0,10 bar. a) Calcule o quociente de reação. b) A reação está em equilíbrio? c) Se não, existe tendência de formar mais reagentes ou mais produtos? 6 - Para cada um dos seguintes equilíbrios, avalie se haverá deslocamento na direção dos reagentes ou dos produtos quando a temperatura aumenta: Obs.: A reação b corresponde a uma reação de dissociação (∆H > 0). 7 - Calcule o pH e o pOH de cada uma das seguintes soluções de ácido ou base forte em água: a) 0,0146 M de HNO3(aq); b) 0,11 M de HCl(aq); c) 0,0092 M de Ba(OH)2(aq); d) 2,00 mL de uma solução 0,175 M de KOH(aq) após dissolução até 500 mL; e) 13,6 mg de NaOH dissolvidos em 0,350 L de solução; f) 75,0 mL de 3,5 x 10-4 M de HBr(aq) depois de dissolução até 0,500 L. 8 - Calcule os valores de pH e pOH das seguintes soluções: a) 0,20 M de CH3COOH(aq); b) 0,20 M de CCl3COOH(aq); c) 0,20 M de HCOOH(aq). Dados: KaCH3COOH = 1,8 x 10-5; Ka CCl3COOH = 3,0 x 10-1; Ka HCOOH = 1,8 x 10-4. GABARITO 1 – [NO] = 3,6 x 10-4 mol·L-1; as concentrações de N2 e O2 permanecem essencialmente inalteradas em 0,114 mol·L-1. 2 – Kc = 1,1. 3 – (a) Como Q ≠ K, a reação não está em equilíbrio. (b) Como Qc < Kc, a reação avança na direção da formação de produtos. (c) [PCl5] = 3,07 mol·L-1; [PCl3] = 5,93 mol·L-1; [Cl2] = 0,93 mol·L-1. 4 – [Br2] = 1,4 mol·L-1. 5 – (a) Q = 0,50 (b) Q ≠ K, portanto o sistema não está em equilíbrio. (c) Como Q < K, mais produtos serão formados. 6 – (a) e (b) são endotérmicas, e a elevação da temperatura favorece a formação dos produtos; (c) e (d) são exotérmicas, e a elevação da temperatura favorece a formação dos reagentes. 7 – (a) pH = 1,84, pOH = 12,16; (b) pH = 0,96, pOH = 13,04; (c) pOH = 1,74, pH = 12,26; (d) pOH = 3,15, pH = 10,85; (e) pOH = 3,01, pH = 10,99; (f) pH = 4,28, pOH = 9,72. 8 – (a) pH = 2,72; pOH = 11,28; (b) pH = 0,85; pOH = 13,15; (c) pH = 2,22; pOH = 11,78.