Um reator é carregado com sulfato de ferro(II), FeSOX4\ce{FeSO4}. O sistema é aquecido até 920 K\pu{920 K} e os equilíbrios são estabelecidos: 2 FeSOX4(g)⇌FeX2OX3(s)+SOX3(g)+SOX2(g)K12 SOX3(g)⇌2 SOX2(g)+OX2(g)K2 \begin{aligned} \ce{ 2 FeSO4(g) &<=> Fe2O3(s) + SO3(g) + SO2(g) } && K_1 \\ \ce{ 2 SO3(g) &<=> 2 SO2(g) + O2(g) } && K_2 \end{aligned} No equilíbrio, a pressão parcial de oxigênio é 0,0275 atm\pu{0,0275 atm} e a pressão total é 0,836 atm\pu{0,836 atm}.

  1. Determine a constante de equilíbrio K1K_1

  2. Determine a constante de equilíbrio K2K_2

Gabarito 3F.72

Pela estequiometria conseguimos calcular a pressão de SOX2\ce{SO2} que foi gerada pela segunda reação e a pressão de SOX3\ce{SO3} que foi consumida: Pela estequiometria: PXSOX3Xconsumido2=PXSOX2Xformado2=PXOX21\frac{\ce{P_{\ce{SO3}}^{\ce{consumido}}}}{2}=\frac{\ce{P_{\ce{SO2}}^{\ce{formado}}}}{2}=\frac{\ce{P_{\ce{O2}}}}{1} PXSOX3Xconsumido=PXSOX2Xformado=2⋅0,0275=0,055 atm\ce{P_{\ce{SO3}}^{\ce{consumido}}}=\ce{P_{\ce{SO2}}^{\ce{formado}}}=2\cdot0,0275=\pu{0,055atm} Cálculo das pressões de cada gás dado a consumo e formação calculados a cima e dado que a primeira reação gera quantidades iguais de SOX2\ce{SO2} e SOX3\ce{SO3}: PXSOX2=x+0,055\ce{P_{\ce{SO2}}}=x+0,055 PXSOX3=x−0,055\ce{P_{\ce{SO3}}}=x-0,055 Cálculo de x a partir da pressão total: PXtotal=PXSOX3+PXSOX2+PXOX2\ce{P_{total}}=\ce{P_{\ce{SO3}}}+\ce{P_{\ce{SO2}}}+\ce{P_{\ce{O2}}} 0,836=x−0,055+x+0,055+0,02750,836=x-0,055+x+0,055+0,0275 x=0,40425 atmx=\pu{0,40425atm} Cálculo da constante de equilíbrio K1K_{1} K1=(PXSOX3)(PXSOX2)K_{1}=(\ce{P_{\ce{SO3}}})(\ce{P_{\ce{SO2}}}) K1=(0,40425−0,055)(0,40425+0,055)K_{1}=(0,40425-0,055)(0,40425+0,055) K1=0,16\boxed{K_{1}=0,16} Cálculo da constante de equilíbrio K2K_{2}: K2=(PXSOX2)2(PXOX2)(PXSOX3)2K_{2}=\frac{(\ce{P_{\ce{SO2}}})^{2}(\ce{P_{\ce{O2}}})}{(\ce{P_{\ce{SO3}}})^{2}} K2=(0,40425+0,055)2(0,0275)(0,40425−0,055)2K_{2}=\frac{(0,40425+0,055)^{2}(0,0275)}{(0,40425-0,055)^{2}} K2=0,048\boxed{K_{2}=0,048}