Equilíbrio químico Unifor 2018.2

Em temperaturas próximas a 800 o C, o vapor d’água reage com o coque (uma forma de carbono obtida a partir do carvão) para formar os gases CO e H2. É uma fonte primária para a produção de hidrogênio, mas é um processo bastante endotérmico. A 800 o C e 1 atm, a constante de equilíbrio para a reação C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g) é igual a 1,6. Qual é o valor da fração molar para o hidrogênio na fase gasosa na condição de equilíbrio?

 (A) 0,12 
 (B) 0,22
 (C) 0,44
 (D) 0,33
 (E) 0,55

GABARITO ------> C

Sabemos que  P_{H_2} + P_{CO} + P_{H_2O} = 1  

 e como a proporção estequiométrica é de 1 mol  : 1 mol  : 1 mol   , temos:


  X_{H_2} + X_{H_2} + X_{H_2O} = 1 \ \rightarrow \  X_{H_2O} = 1 - 2 \cdot X_{H_2}


Portanto,     \frac{(X_{H_2})^2}{1 - 2 \cdot X_{H_2}}  = 1,6


Resolvendo a equação do segundo grau e tomando a raiz positiva, tem-se  

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A motivação para a utilização de    veio a partir da pressão do sistema e do pedido do enunciado.


Abraço.

Por que você fez 1,6 = Kp , sendo que Kc = 1,6, e convertendo por meio da equação K_{p} = K_{c}(R.T)^{\Delta n} Kp = 140,77 ?

A constante de equilíbrio de uma reação é expressa da seguinte forma:

K = (pressão parcial dos produtos) / (pressão parcial dos reagentes), em que cada pressão parcial fica elevada ao coeficiente da substâncias, etc etc..

Em alguns casos, entretanto, você encontra a constante de equilíbrio K escrita como K_p para lembrá-lo de que ela está expressa em termos de pressões parciais. Entretanto, o subscrito P é desnecessário porque, por definição, as constantes de equilíbrio de reações em fase gás são expressas em termos de pressões parciais. 

Algumas vezes, porém, é interessante discutir o equilíbrio de fases em termos de concentrações molares, e não em termos de pressões parciais, daí que surge K_c . Mas, ressalto aqui, inclusive, que os cálculos termodinâmicos, \Delta G = - RTln K , dão K , não K_c . 



Abraço.

Essa reação que eu usei para encontrar Kp se usa quando?

Não entendi porque a pressão parcial do CO subiu e apareceu duas pressões parciais de H2

É que como a proporção estequiométrica é de 1:1 entre o H2 e o CO na reação, eu posso dizer que no equilíbrio a fração molar de ambos será igual. Também é preciso lembrar que ambos são produtos da reação, formados a partir do zero, e a concentração deles será igual no equilíbrio. 
Diferente da água, que, apesar de também possuir a mesma proporção estequiométrica, como ela é reagente é preciso do Kc para descobrir o quanto dela reagiu ou não (uma vez que se trata de equilíbrio químico)

ddmr0123 escreveu:Essa reação que eu usei para encontrar Kp se usa quando?

Em alguns casos, temos de saber o valor de K_c após o cáculo de K a partir de dados termodinâmicos; logo, devemos ser capazes de interconverter essas duas constantes.

K = K_c(\Delta T)^{\Delta n}