22.14.13: Capítulo 13

1.

A reação pode prosseguir nas direções para frente e para trás.

3.

Quando um sistema atinge o equilíbrio, nenhuma outra alteração nas concentrações do reagente e do produto ocorre; as reações direta e reversa continuam a prosseguir, mas em taxas iguais.

5.

Não necessariamente. Um sistema em equilíbrio é caracterizado por concentrações constantes de reagentes e produtos, mas os valores do reagente e as concentrações do produto em si não precisam ser iguais.

7.

O equilíbrio não pode ser estabelecido entre a fase líquida e a fase gasosa se a tampa for removida da garrafa porque o sistema não está fechado; um dos componentes do equilíbrio, o vapor Br ₂, escaparia da garrafa até que todo o líquido desapareça. Assim, mais líquido evaporaria do que pode se condensar da fase gasosa para a fase líquida.

9.

(a) K _c = [Ag ⁺] [Cl ⁻] < 1. AgCl é insolúvel; portanto, as concentrações de íons são muito menores que 1 M; (b)$K_c=\frac{1}{[{\text{Pb}}^{\mathrm{2+}}]{\left[{\text{Cl}}^{\text{−}}\right]}^2}$> 1 porque o PbCl ₂ é insolúvel e a formação do sólido reduzirá a concentração de íons a um nível baixo (<1 M).

11.

Desde$K_c=\frac{[{\text{C}}_6{\text{H}}_6]}{{[{\text{C}}_2{\text{H}}_2]}^3},$um valor de K _c ≈ 10 significa que C ₆ H ₆ predomina sobre C ₂ H ₂. Nesse caso, a reação seria comercialmente viável se a taxa de equilíbrio fosse adequada.

13.

K _c > 1

15.

(uma)$Q_c=\frac{[{\text{CH}}_3\text{Cl}][\text{HCl}]}{[{\text{CH}}_4][{\text{Cl}}_2]};$(b)$Q_c=\frac{{[\text{NÃO}]}^2}{[{\text{N}}_2][{\text{O}}_2]};$(c)$Q_c=\frac{{[{\text{ENTÃO}}_3]}^2}{{[{\text{ENTÃO}}_2]}^2[{\text{O}}_2]};$(d) Q _c = [SO ₂]; (e)$Q_c=\frac{1}{[{\text{P}}_4]{[{\text{O}}_2]}^5};$(f)$Q_c=\frac{{[\text{Br}]}^2}{[{\text{Br}}_2]};$(g)$Q_c=\frac{[{\text{CO}}_2]}{[{\text{CH}}_4]{[{\text{O}}_2]}^2};$(h) Q _c = [H ₂ O ⁵]

17.

(a) Q _c 25 prossegue para a esquerda; (b) Q _P 0,22 prossegue para a direita; (c) Q _c indefinido prossegue para a esquerda; (d) Q _P 1,00 prossegue para a direita; (e) Q _P 0 prossegue para a direita; (f) Q _c 4 rendimentos restantes

19.

O sistema mudará em direção aos reagentes para alcançar o equilíbrio.

21.

(a) homogêneo; (b) homogêneo; (c) homogêneo; (d) heterogêneo; (e) heterogêneo; (f) homogêneo; (g) heterogêneo; (h) heterogêneo

23.

Essa situação ocorre em (a) e (b).

25.

(a) K _P = 1,6$\times$10 ⁻⁴; (b) K _P = 50,2; (c) K _c = 5,34$\times$10 ⁻³⁹; (d) K _c = 4,60$\times$10 ⁻³

27.

$K_P=P_{{\text{H}}_2\text{O}}=\mathrm{0,042}.$

29.

$Q_c=\frac{[{\text{NH}}_4{}^{\text{+}}][{\text{OH}}^{\text{−}}]}{[{\text{NH}}_3]}$

31.

A quantidade de CaCO ₃ deve ser tão pequena que$P_{{\text{CO}}_2}$é menor que K _P quando o CaCO ₃ está completamente decomposto. Em outras palavras, a quantidade inicial de CaCO ₃ não pode gerar completamente o total$P_{{\text{CO}}_2}$necessário para o equilíbrio.

33.

A mudança na entalpia pode ser usada. Se a reação for exotérmica, o calor produzido pode ser considerado um produto. Se a reação for endotérmica, o calor adicionado pode ser considerado um reagente. O calor adicional transferiria uma reação exotérmica de volta para os reagentes, mas mudaria uma reação endotérmica para os produtos. O resfriamento de uma reação exotérmica faz com que a reação se desloque para o lado do produto; o resfriamento de uma reação endotérmica faria com que ela se deslocasse para o lado dos reagentes.

34.

Não, não está em equilíbrio. Como o sistema não está confinado, os produtos escapam continuamente da região da chama; os reagentes também são adicionados continuamente do queimador e da atmosfera circundante.

36.

Adicione N ₂; adicione H ₂; diminua o volume do recipiente; aqueça a mistura.

38.

(a) Aumento de T = deslocamento para a direita, V diminuição = deslocamento para a esquerda; (b) T aumento = deslocamento para a direita, V = sem efeito; (c) aumento de T = deslocamento para a esquerda, V diminuição = deslocamento para a esquerda; (d) aumento de T = deslocamento para a esquerda, V diminuição = deslocamento certo.

40.

(uma)$K_c=\frac{[{\text{CH}}_3\text{OH}]}{{[{\text{H}}_2]}^2[\text{CO}]};$(b) [H ₂] aumenta, [CO] diminui, [CH ₃ OH] aumenta; (c), [H ₂] aumenta, [CO] diminui, [CH ₃ OH] diminui; (d), [H ₂] aumenta, [CO] aumenta, [CH ₃ OH] aumenta; (e), [H ₂] aumenta, [CO] aumenta, [CH] aumenta, [CH CH ₃ OH] diminui; (f), sem alterações.

42.

(uma)$K_c=\frac{[\text{CO}][{\text{H}}_2]}{[{\text{H}}_2\text{O}]};$(b) [H ₂ O] sem alteração, [CO] sem alteração, [H ₂] sem alteração; (c) [H ₂ O] diminui, [CO] diminui, [H ₂] diminui; (d) [H ₂ O] aumenta, [CO] aumenta, [H ₂] diminui; (e) [H ₂ O] diminui, [CO] aumenta, [H ₂] aumenta. Em (b), (c), (d) e (e), a massa de carbono mudará, mas sua concentração (atividade) não mudará.

44.

Somente (b)

46.

Adicione NaCl ou algum outro sal que produza Cl ⁻ à solução. O resfriamento da solução força o equilíbrio para a direita, precipitando mais AgCl (s).

48.

Embora a solução esteja saturada, a natureza dinâmica do equilíbrio de solubilidade significa que os processos opostos de dissolução e precipitação de sólidos continuam a ocorrer (apenas em taxas iguais, o que significa que as concentrações de íons dissolvidos e a quantidade de sólido não dissolvido permanecem constantes). Os íons radioativos Ag ⁺ detectados na fase de solução vêm da dissolução do sólido adicionado e sua presença é combatida pela precipitação do Ag ⁺ não radioativo.

50.

$K_c=\frac{{[\text{C}]}^2}{\left[\text{UMA}\right]{\left[\text{B}\right]}^2}.$[A] = 0,1 M, [B] = 0,1 M, [C] = 1 M; E [A] = 0,01, [B] = 0,250, [C] = 0,791.

52.

K _c = 6,00$\times$10 ⁻²

54.

K _c = 0,50

56.

K _P = 1,9$\times$10 ³

58.

K _P = 3,06

60.

(a) −2 x, +2 x; (b)$\frac{4}{3}x$,$—\frac{2}{3}x$, −2 x; (c) −2 x, 3 x; (d) x, — x, −3 x; (e) + x; (f)$—\frac{1}{4}x$

62.

As atividades de sólidos cristalinos puros são iguais a 1 e são constantes; no entanto, a massa de Ni muda.

64.

[NH ₃] = 9,1$\times$10 ⁻² M

66.

P _BrCl = 4,9$\times$10 ⁻² atm

68.

[CO] = 2,04$\times$10 ⁻⁴ M

70.

$P_{{\text{H}}_{\text{2}}}{}_{\text{O}}=\mathrm{3,64}\times {10}^{\text{−3}}\text{caixa eletrônico}$

72.

Calcule Q com base nas concentrações calculadas e veja se é igual a K _c. Como Q é igual a 4,32, o sistema deve estar em equilíbrio.

74.

(a) [NO ₂] = 1,17$\times$10 ⁻³ M; [N ₂ O ₄] = 0,128 M; (b) A suposição de que x é insignificantemente pequeno em comparação com 0,129 é confirmada pela comparação da concentração inicial do N ₂ O ₄ com sua concentração em equilíbrio (eles diferem por apenas 1 no lugar do dígito menos significativo).

76.

(a) [H ₂ S] = 0,810 atm, [H ₂] = 0,014 atm, [S ₂] = 0,0072 atm; (b) A suposição de que 2 x é insignificantemente pequeno em comparação com 0,824 é confirmada pela comparação da concentração inicial do H ₂ S com sua concentração em equilíbrio (0,824 atm versus 0. 810 atm, uma diferença de menos de 2%).

78.

[PCl ₅] = 1,80 M; [Cl ₂] = 0,195 M; [PCl ₃] = 0,195 M.

79.

507 g

81.

330 g

84.

(a) 0,33 ml. (b) [CO ₂] = 0,50 M. O H ₂ adicionado forma um pouco de água como resultado de uma mudança para a esquerda após a adição de H ₂.

86.

(uma)$K_c=\frac{{[{\text{NH}}_3]}^4{[{\text{O}}_2]}^7}{{[{\text{NÃO}}_2]}^4{[{\text{H}}_2\text{O}]}^6}.$(b) [NH ₃] deve aumentar para que Q _c alcance K _c. (c) O aumento no volume do sistema reduziria as pressões parciais de todos os reagentes (incluindo NO ₂). (d)$P_{{\text{O}}_{\text{2}}}=49\text{rasgar}$

88.

$P_{{\text{N}}_{\text{2}}}{}_{{\text{O}}_{\text{3}}}=\mathrm{1,90}\text{caixa eletrônico e}{P}_{\text{NÃO}}=P_{{\text{NÃO}}_{\text{2}}}=\mathrm{1,90}\text{caixa eletrônico}$