Question

N2O4 e NO2 , gases poluentes do ar, encontram-se em
equilíbrio, como indicado: N2O4 (g) ↔ 2 NO2 (g). Em uma experiência, nas condições
ambientes, introduziu-se 1,5 mol de N2O4 em um reator de 2 L. Estabelecido o equilíbrio, a
concentração de NO2 foi de 0,6 mol/L. Qual o valor da constante Kc, em termos de
concentração, desse equilíbrio? Qual é o grau de equilíbrio do processo?

Answer 1

$Molaridade\;do\;N_2O_4:\\\\\;[N_2O_4] = \frac{1,5mol}{2L} = 0,75mol/L\\\\ Tabela\;de\;equilibrio:\\\\N_2O_{4(g)}\; \leftrightharpoons \;\;2NO_{2(g)}\\0,75\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;0\\x\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;2x\\0,75 -x \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\:2x\\\\K_c\;\;da\;rea\c{c}\~{a}o:\\\\K_c = \frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]}\\\\O\;enunciado\;nos\;diz\;que\;a\;concentra\c{c}\~{a}o\;de\;NO_2\;no\;equilibrio\\equivale\;a\;0,6mol/L.\;Logo,\\\\2x = 0,6\\x = \frac{0,6}{2} = 0,3mol/L$

$Calculamos,ent\~{a}o,a\;concentra\c{c}\~{a}o\;de\;N_2O_4\;no\;equilibrio:\\\\\;[N_2O_4] = 0,75 - x = 0,75 - 0,3 = 0,45mol/L\\\\Calculamos\;K_c:\\\\K_c = \frac{0,6^2}{0,45}\\\\\boxed{K_c = 0,8}\\\\Calculando\;o\;grau\;de\;equilibrio:\\\\\alpha = \frac{n\textdegree \;de\;mol\;consumido}{n\textdegree \;de\;inicial} \\\\Transformamos\;a\;concentra\c{c}\~{a}o\;de\;N_2O_4\;em\;numero\;de\;mol:\\\\\;nN_2O_4 = 0,75 \times 2 = 1,5mol\\\;nN_2O_4_{cons} = x \times 2 = 0,6mol\\\\Ent\~{a}o:$

$\alpha = \frac{0,6}{1,5}\\ \boxed{\alpha = 0,4}$