TURMA DE MEDICINA - QUÍMICA Prof. Borges AULA 23 – EQUILÍBRIO QUÍMICO I 1. Considere os gráficos abaixo: a) b) c) d) Em qual deles o equilíbrio é atingido com [Reagentes]=[produtos]? Em qual deles o equilíbrio é atingido com [Reagentes]<[produtos]? Em qual deles o equilíbrio é atingido com [Reagentes]>[produtos]? Desenhe, com linhas pontilhadas, como seria a ação de catalisadores nos três gráficos. 2. Considere as afirmativas e marque “V” ou “F”. ( ) Toda reação reversível atinge o equilíbrio espontaneamente. ( ) A energia de um sistema em equilíbrio é a menor possível, devido à estabilidade do mesmo. ( ) Uma reação em equilíbrio não realiza trabalho (possui variação de energia livre de Gibbs igual a zero, ∆G = 0) ( ) No equilíbrio, as concentrações de reagentes e produtos são iguais. ( ) No equilíbrio, as concentrações dos reagentes e produtos podem ser iguais ou diferentes, mas permanecem constantes. ( ) Tanto a reação direta, como a reação inversa, possuem velocidades iguais a zero. ( ) A velocidade da reação direta se iguala a velocidade da reação inversa, gerando um equilíbrio dinâmico. ( ) Existem equilíbrios nos quais a quantidade de reagente é zero. ( ) Em um equilíbrio, todas as espécies químicas da reação devem coexistir. 3. Considere o gráfico abaixo onde V1 é a velocidade da reação direta e V2 é a velocidade da reação inversa. a) Qual o tempo aproximado para alcançar o equilíbrio? b) Julgue os itens abaixo: ( ) Após 6 minutos, as concentrações de reagentes e produtos são iguais. ( ) Aos 9 minutos podemos afirmar que V1 = V2. ( ) em 1 minuto, o consumo de reagente(V1) é mais rápido do que o consumo de produtos(V2). c) Desenhe, com linhas pontilhadas, como seria a ação de um catalisador no gráfico. . 2 . 4. Considere a reação 2HI H2 + I2 onde V1 = 30 [HI] e V2 = 6 [H2] [I2]. Qual o valor da constante de equilíbrio (Keq ou Kc)? 1 5. Dê a expressão da constante de equilíbrio em termos de concentrações (Kc), e em termos de pressões parciais(Kp), para cada caso abaixo: a) N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g) b) 2C(s) + O2(g) 2CO(g) c) 4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s) + – d) HCN(aq) H (aq) + CN (aq) 6. Reação de isomerização é quando um isômero se converte em outro. a) Calcule o valor numérico de Kc para a reação abaixo. b) Considere que em um sistema fechado, na mesma temperatura do equilíbrio acima, são introduzidos 4mols/L de butano. O butano sofre isomerização até atingir o equilíbrio. Qual será a concentração de butano e de isobutano no equilíbrio? 7. Em um sistema de 10L, encontram-se em equilíbrio 2mols de SO2, 6mols de O2 e 10mols de SO3. Calcule o valor de Kc para as reações abaixo: a) 2SO2 + O2 2SO3 b) 2SO3 2SO2 + O2 8. Em um sistema fechado, em equilíbrio, existem x mol de H 2, x mol de Cl2 e (1-x) mol de HCl. Sabendo que a constante de dissociação do HCl é igual a 49. Calcule o valor de x. 9. Uma amostra inicial de Carbono sólido é aquecida com vapor d’agua, dando origem a um sistema em equilíbrio. Nesse sistema, a pressão parcial de vapor d’agua era 0,2atm, e a pressão parcial do CO era de 0,4atm. Calcule o valor da constante de equilíbrio Kp, sabendo que inicialmente não existiam CO e H2. C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 10. a) Como podemos relacionar Kc e Kp de uma mesma reação em equilíbrio? . –3 o b) Sabendo que a constante (Kc) da reação Cl2 + PCl3 PCl5 é igual a 2 10 , à 227 C, qual seria o valor numérico de Kp? (dado: R = 0,082) 2 c) Se Kc para a reação HBr(g) H2(g) + Br2(g) é igual a 1,6 em uma dada temperatura, qual será o valor de Kp nessa mesma temperatura? d) Considere o reagente X e o produto Y de uma reação em equilíbrio em fase gasosa. Se a razão entre -2 Kp/Kc = (RT) , proponha uma equação química que represente o equilíbrio químico. 11. Sabemos que é possível balancear uma equação química de várias formas, por exemplo: 2NO + O2 2NO2 ; Kc = 3 A reação poderia ser escrita como: I) 4NO + 2O2 4NO2 II) 10NO + 5O2 10NO2 etc... De qualquer forma, estaria balanceada. a) Qual o valor de Kc para as reações “I” e ”II” citadas no exemplo? b) Qual seria o valor de Kc para a reação 2NO2 2NO + O2? c) Considere a reação não elementar abaixo, em uma dada temperatura: N2 + O2 2NO ; Kc = 0,2 2NO + O2 2NO2 ; Kc = 3 2NO2 N2O4 ; Kc = 0.5 Calcule o valor de Kc para a equação global do processo. + + -1 o 12. A reação H + NH3 NH4 possui Kc = 2 · 10 , a 27 C e, em pH igual a 2. Calcule a razão + [NH3]/[NH4 ] no sistema em equilíbrio. 13. Para a ionização de um ácido, chamamos a constante de equilíbrio de Ka. Considere o equilíbrio de ionização do ácido sulfídrico abaixo. + – H2S H + HS pKa = 7 Calcule a razão entre a [base conjugada]/[ácido de bronsted] em um equilíbrio onde o pH é igual a 4. 3