Question

1. Calcule a constante de equilíbrio para a reação de obtenção do acetato de etila (CH3COOC2H2), ocorrida durante a reação entre Etanol (C2H5OH) e ácido acético (CH3COOH), sabendo que 250mL da solução foi preparada dissolvendo-se 1,0mol de etanol e 1 mol de ácido acético em água, a 100°C e que, no equilíbrio, 0,25 mol de ácido acético é consumido e forma-se o acetato de etila. Calcule a constate de equilíbrio. ​

Answer 1

A constante de equilíbrio da reação de formação do acetato de etila é de 0,111. ​

Constante de equilíbrio (K)

Para calcularmos a constante de equilíbrio químico da reação, temos de nos lembrar inicialmente que para uma reação de equilíbrio temos:

reagentes ⇌ produtos

Assim, a equação é dada por:

$K = \frac{[produtos]}{[reagentes]}$

Além disso, temos que lembrar que:

• Sólidos e líquidos puros, incluindo solventes, não entram na equação. Ex: água.
• K é constante em uma temperatura específica
• K não apresenta unidade

Inicialmente temos que calcular a concentração das soluções de ácido acético e de etanol. Portanto:

Concentração (mol/L) = número de mols/ volume (L)

Assim, sabemos que foi usado 1 mol de cada reagente em 250mL de solvente, temos que:

Concentração [etanol] = 1/0,25 = Concentração [ácido acético]

Concentração [etanol] = Concentração [ácido acético] = 4 mol/L

Sendo que a reação a ser estudada é dada por:

ácido acético + etanol ⇄ água + acetato de etila

Temos que montar uma tabela para verificar a concentração inicial, o quanto foi consumido de reagente e formado de produto e por fim a concentração final no equilíbrio.

A concentração inicial já calculamos.  O quanto foi gasto é dado pelo enunciado. Como a reação tem estequiometria 1:1, sabemos que também corresponde a quantidade gasta de etanol. Entretanto, precisamos calcular a concentração dessa quantidade gasta.

Concentração [etanol] = 0,25/0,25 = Concentração [ácido acético]

Concentração [etanol] = Concentração [ácido acético] = 1 mol/L

A água não participa da equação do equilíbrio, pois é um líquido puro e o solvente. E através da estequiometria sabemos que o quanto foi gasto de reagente é o quanto foi formado de produto. Dessa forma montamos a tabela (veja imagem).

Falta apenas colocar os valores na fórmula, portanto:

$K = \frac{[CH_{3}COOC_{2}H_{2}]}{[CH_{3}COOH]*[C_{2}H_{5}OH]}$

Assim:

$K = \frac{[1]}{[3]*[3]}$

K ≅ 0,111

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