Um reator de 5 L\pu{5 L} é carregado com 2 mol\pu{2 mol} de NHX3\ce{NH3}, 2 mol\pu{2 mol} de HX2S\ce{H2S} e 2 mol\pu{2 mol} de NHX4HS\ce{NH4HS}. O sistema é mantido em 35 °C\pu{35 \degree C} e o equilíbrio é estabelecido: NHX3(g)+HX2S(g)NHX4HS(s)Kc=400 \ce{ NH3(g) + H2S(g) <=> NH4HS(s) } \quad K_\mathrm{c} = 400

  1. Determine pressão parcial de HX2S\ce{H2S} no equilíbrio.

  2. Determine a massa de NHX4HS\ce{NH4HS} no equilíbrio.

Gabarito 3F.57

Cálculo da concentração inicial de cada espécie: c=nVc=\frac{n}{V} [NHX3]X0=[HX2S]X0=[NHX4HS]X0=2 mol5 L=0,4 molL1\ce{[NH3]_{0}}=\ce{[H2S]_{0}}=\ce{[NH4HS]_{0}}=\frac{\pu{2 mol}}{\pu{5 L}}=\pu{0,4 mol L-1} Fazendo o quadrinho de equilíbrio(não vamos ignorar o composto sólido pois a questão pede informações sobre ele): NHX3(g)HX2S(g)NHX4HS(s)inıˊcio0,40,40,4reac¸a˜oxx+xfinal0,4x0,4x0,4+x\begin{matrix}&\ce{NH3(g)}&\ce{H2S(g)}&\ce{<=>}&\ce{NH4HS(s)} \\ \text{início}&0,4&0,4&&0,4 \\ \text{reação}&-x&-x&&+x \\ \text{final}&0,4-x&0,4-x&&0,4+x\end{matrix} Cálculo de x a partir da constante de equilíbrio das concentrações: Kc=1[NHX3][HX2S]K_{c}=\frac{1}{\ce{[NH3][H2S]}} 400=1(0,4x)(0,4x)400=\frac{1}{(0,4-x)(0,4-x)} x=0,35x=0,35 Cálculo da pressão parcial de HX2S\ce{H2S} no equilíbrio a partir da concentração no equilíbrio: P=nVRT=cRT\ce{P}={\frac{n}{V}}RT=cRT PXHX2S=(0,05 molL1)(0,082atmLmolK)(308 K)\ce{P_{\ce{H2S}}}=(\pu{0,05mol L-1})(0,082\frac{\pu{atm L}}{\pu{mol K}})(\pu{308 K}) PXHX2S=1,2628 atm\boxed{\ce{P_{\ce{H2S}}}=\pu{1,2628atm}} Cálculo do número de mols de NHX4HS\ce{NH4HS} no equilíbrio a partir da concentração no equilíbrio: n=cVn=c V nNHX4HS=(0,4+0,35 molL1)(5 L)n_{\ce{NH4HS}}=\pu{(0,4+0,35 mol L-1)}(\pu{5 L}) nNHX4HS=3,75 moln_{\ce{NH4HS}}=\pu{3,75 mol} Cálculo da massa de NHX4HS\ce{NH4HS} no equilíbrio: m=nMm=n \cdot M m=(3,75 mol)(51 gmol1)m=(\pu{3,75 mol})(\pu{51 g mol-1}) m=191,25 g\boxed{m=\pu{191,25g}}