IFRJ – Campus Duque de Caxias

Físico-Química II – Licenciatura em Química

Lista de exercícios: Equilíbrio químico

1) Considere a reação entre zinco e ácido clorídrico, em um sistema fechado.

Se as quantidade iniciais forem de 100,0 g de Zinco e 150 mL de HCl 2,25

mol/L, determine os valores máximo e mínimo possíveis de para esta reação.

2) A seguir, uma reação química tem que são dadas as condições iniciais

(quantidade de cada substância):

6H2 + P4 4PH3

10 mol 3,0 mol 3,5 mol

a) Determine se 1,5 mol de P4 reagirem para formar o produto.

b) Neste caso, é possível que seja igual a 3? Justifique.

3) A hemoglobina estabelece um equilíbrio com o gás oxigênio no sangue,

muito rapidamente. O equilíbrio pode ser representado por:

Heme + O2 heme-O2

Onde “heme” significa hemoglobina e “heme-O2” significa o complexo de

hemoglobina com oxigênio. O valor da constante de equilíbrio é cerca de 9,2 x

1018.

Monóxido de carbono também se liga à temperatura por meio da

seguinte reação:

Heme + CO heme-CO

Esta reação tem constante de equilíbrio de 2,3 x 1023. Qual o valor de Gº de

cada reação? Que reação está mais deslocada na direção dos produtos? Por

que o CO é tóxico para o organismo?

4) Determine Grº e Gr para a reação abaixo, a 25 ºC, usando dados de

energia livre de Gibbs de formação. As pressões parciais são dadas na

equação.

2CO (g. 0,650 bar) + O2 (g, 34,0 bar) 2CO2 (g; 0,0250 bar)

5) Na química da atmosfera, a reação química seguinte converte SO2, o óxido

de enxofre predominante na combustão de materiais de enxofre, em SO3, que

pode se combinar com a água e formar ácido sulfúrico, contribuindo para a

chuva ácida:

SO2 (g) +

O2 (g) SO3 (l)

a) Escreva as expressões completa e simplificada para a constante de

equilíbrio; b) Calcule o valor de Grº usando dados de energia livre de Gibbs de

formação; c) calcule o valor da constante de equilíbrio. D) Se 1,00 bar de

dióxido de enxofre e 1,00 bar de oxigênio forem fechados em um sistema na

presença de algum SO3 líquido, em que direção o equilíbrio irá se deslocar.

6) Se uma reação atinge o equilíbrio quando todos os reagentes e produtos

têm pressão parcial de 1,0 bar, essa mesma reação continuará em equilíbrio se

o volume do sistema for duplicado?

7) A reação química de formação da amônia é dada por:

N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)

a) Qual o valor de Grº, usando dados de energia livre de Gibbs de formação?

b) Qual o valor de Gr se todas as espécies dessa reação tiverem pressão

parcial de 0,50 bar? Assuma que as fugacidades são iguais às pressões

parciais.

8) O dióxido de nitrogênio dimeriza facilmente para formar o tetróxido de

dinitrogênio. a) Qual o valor de Grº e da constante de equilíbrio, usando dados

de energia livre de Gibbs de formação? b) Calcule para este equilíbrio, se

1,00 mol de NO2 estivesse presente inicialmente e chegado ao equilíbrio com o

dímero em um sistema com 20,0 L.

9) O ânion bissulfato (hidrogenossulfato) é um ácido fraco cujo valor de Ka vale

1,2 x 10-2. a) Qual o valor de Grº da reação? b) Determine as molalidades no

equilíbrio de uma solução 0,010 molal de hidrogenossulfato de sódio (considere

as atividades iguais às molalidades).

10) Para a reação de dimerização do sódio foram determinados os seguintes

valores de K, apresentados na tabela a seguir:

2 Na (g) Na2 (g)

T (K) K

900 1,32

1000 0,47

1100 0,21

1200 0,10

A partir desses dados, utilize a equação da van´t Hoff para determinar a

entalpia padrão da reação. Dica: linearize a equação da van´t Hoff, construa o

gráfico linearizado e encontre o parâmetro pedido através do ajuste de uma

reta.

11) Para uma reação cuja entalpia padrão é -100,0 kJ, que temperatura é

necessária para duplicar a constante de equilíbrio a partir de seu valor de 298

K? Que temperatura é necessária para aumentar a constante de equilíbrio por

um fator de 10? E se a entalpia padrão da reação fosse -20,0 kJ?

12) Considere o equilíbrio:

SO2 (g) +

O2 (g) SO3 (l)

Qual o efeito sobre o equilíbrio de cada uma das seguintes mudanças?

Justifique as respostas usando argumentos matemáticos sempre que possível.

a) A pressão aumenta com a diminuição de volume;

b) A temperatura diminui;

c)A pressão aumenta com a adição de gás nitrogênio.

13) Determine a relação entre K (Kp) e Kc para a reação:

N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)