Uma mistura de reação contém inicialmente 2.8 M $H_{2} O$ $H_2O$ e 2.6 M $S O_{2}$ $SO_2$ . Como você determina a concentração de equilíbrio de $H_{2} S$ $H_2S$ se Kc para a reação a esta temperatura é $1.3 \times 10^{- 6}$ $1.3 xx 10 ^ -6$ ?

Responda:

$[H_{2} S] = 0.12 M$ $["H"_2"S"] = "0.12 M"$

Explicação:

A primeira coisa a fazer aqui é escrever a reação de equilíbrio

$2 {SO}_{2 (g)} + 2 H_{2} O_{(g)} ⇌ 2 H_{2} S_{(g)} + 3 O_{2 (g)}$ $2"SO"_ (2(g)) + 2"H"_ 2"O"_ ((g)) rightleftharpoons 2"H"_ 2"S"_ ((g)) + 3"O"_ (2(g))$

Agora, você sabe que, a uma certa temperatura, a constante de equilíbrio para esta reação é igual a

$K_{c} = 1.3 \cdot 10^{- 6}$ $K_c = 1.3 * 10^(-6)$

Desde o início, você pode ver apenas olhando o valor de $K_{c}$ $K_c$ que a concentração de equilíbrio de sulfeto de hidrogênio, $H_{2} S$ $"H"_2"S"$ , será diminuir que a concentração de equilíbrio dos dois reagentes.

Este é o caso porque você tem $K_{c} < 1$ $K_c < 1$ , o que significa que, a essa temperatura, você pode esperar que a mistura de equilíbrio contenha mais reagentes do que produtos.

A próxima coisa a fazer aqui é usar um Mesa ICE para encontrar a concentração de equilíbrio do sulfeto de hidrogênio

$2 {SO}_{2 (g)} + 2 H_{2} O_{(g)} ⇌ 2 H_{2} S_{(g)} + 3 O_{2 (g)}$ $" "2"SO"_ (2(g)) " "+" " 2"H"_ 2"O"_ ((g)) rightleftharpoons 2"H"_ 2"S"_ ((g)) " "+" " 3"O"_ (2(g))$

$I a a a a a 2.6 a a a a a a a a a a a a 2.8 a a a a a a a a 0 a a a a a a a a a a a 0$ $color(purple)("I")color(white)(aaaaacolor(black)(2.6)aaaaaaaaaaaacolor(black)(2.8)aaaaaaaacolor(black)(0)aaaaaaaaaaacolor(black)(0)$
$C a a a (- 2 x) a a a a a a a a (- 2 x) a a a a (+ 2 x) a a a a a a a (+ 3 x)$ $color(purple)("C")color(white)(aaacolor(black)((-2x))aaaaaaaacolor(black)((-2x))aaaacolor(black)((+2x))aaaaaaacolor(black)((+3x))$
$E a a a 2.6 - 2 x a a a a a a a 2.8 - 2 x a a a a a a 2 x a a a a a a a a a a 3 x$ $color(purple)("E")color(white)(aaacolor(black)(2.6-2x)aaaaaaacolor(black)(2.8-2x)aaaaaacolor(black)(2x)aaaaaaaaaacolor(black)(3x)$

Por definição, a constante de equilíbrio para a reação será

$K_{c} = \frac{{[H_{2} S]}_{2}^{2} \cdot {[O_{2}]}_{2}^{3}}{{[{SO}_{2}]}_{2}^{2} \cdot {[H_{2} O]}_{2}^{2}}$ $K_c = (["H"_2"S"]^2 * ["O"_2]^3)/(["SO"_2]^2 * ["H"_2"O"]^2)$

No seu caso, essa expressão é equivalente a

$K_{c} = \frac{{(2 x)}^{2} \cdot {(3 x)}^{3}}{{(2.6 - 2 x)}^{2} \cdot {(2.8 - 2 x)}^{2}}$ $K_c = ( (2x)^2 * (3x)^3)/( (2.6 - 2x)^2 * (2.8 - 2x)^2)$

$K_{c} = \frac{4 x^{2} \cdot 27 x^{3}}{{(2.6 - 2 x)}^{2} \cdot {(2.8 - 2 x)}^{2}}$ $K_c = (4x^2 * 27x^3)/( (2.6 - 2x)^2 * (2.8 - 2x)^2)$

$K_{c} = \frac{108 x^{5}}{{(2.6 - 2 x)}^{2} \cdot {(2.8 - 2 x)}^{2}} = 1.3 \cdot 10^{- 6}$ $K_c = (108x^5)/( (2.6 - 2x)^2 * (2.8 - 2x)^2) = 1.3 * 10^(-6)$

Agora, porque o valor de $K_{c}$ $K_c$ é tão pequeno comparado às concentrações iniciais de vapor de água e dióxido de enxofre, você pode usar as aproximações

$2.8 - 2 x \approx 2.8$ $2.8 - 2x ~~ 2.8" "$ and $2.6 - 2 x \approx 2.6$ $" "2.6 - 2x ~~ 2.6$

Isso lhe dará

$1.3 \cdot 10^{- 6} = \frac{108 x^{5}}{{2.6}^{2} \cdot {2.8}^{2}}$ $1.3 * 10^(-6) = (108x^5)/(2.6^2 * 2.8^2)$

o que permite calcular $x$ $x$ by

$x = \sqrt[5]{\frac{1.3 \cdot {2.6}^{2} \cdot {2.8}^{2} \cdot 10^{- 3}}{108}} = 0.05767$ $x = root(5)( (1.3 * 2.6^2 * 2.8^2 * 10^(-3))/108) = 0.05767$

Lembre-se de que, porque a concentração de equilíbrio do sulfeto de hidrogênio é $2 x$ $2x$ , Você terá que

$[H_{2} S] = 2 \times 0.05767 M = 0.11534 M$ $["H"_2"S"] = 2 xx "0.05767 M" = "0.11534 M"$

Arredondado para dois sig figs, o número de sig que você possui para as concentrações iniciais de dióxido de enxofre e vapor de água, a resposta será

$["H"_2"S"] = color(green)(|bar(ul(color(white)(a/a)color(black)("0.12 M")color(white)(a/a)|)))$

Conforme previsto, a concentração de equilíbrio do sulfeto de hidrogênio é diminuir que as concentrações de equilíbrio dos dois reagentes, que são

$["SO"_2] = 2.6 - 2 * "0.05767 M" = "2.5 M"$

$["H"_2"O"] = 2.8 - 2 * "0.05767 M" = "2.7 M"$

Uma mistura de reação contém inicialmente 2.8 M H_2O H2O H_2O e 2.6 M SO_2 SO2 SO_2 . Como você determina a concentração de equilíbrio de H_2S H2S H_2S se Kc para a reação a esta temperatura é 1.3 xx 10 ^ -6 1.3×10−61.3 xx 10 ^ -6 ?

Responda:

Explicação:

Uma mistura de reação contém inicialmente 2.8 M $H_{2} O$ $H_2O$ e 2.6 M $S O_{2}$ $SO_2$ . Como você determina a concentração de equilíbrio de $H_{2} S$ $H_2S$ se Kc para a reação a esta temperatura é $1.3 \times 10^{- 6}$ $1.3 xx 10 ^ -6$ ?