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Cálculo da constante de equilíbrio Kp

O cálculo da constante de equilíbrio em termos de pressões dos gases envolve basicamente determinar as pressões parciais com base na Lei de Dalton.

Antes de ler este texto, se você tiver quaisquer dúvidas sobre o que é a constante de equilíbrio Kp e sobre como escrever a sua expressão para reações em equilíbrio, leia o texto Constante de equilíbrio Kp.

Tendo essas informações esclarecidas, agora vamos aprender como calcular o valor de Kp. Geralmente, os passos necessários para tal são:

1º) Determinar a fração molar (x) de cada gás;

2º) Determinar as pressões parciais de cada gás;

3º) Substituir os valores das pressões parciais na expressão de Kp.

A fração molar (x) de cada gás é dada pela fórmula:

xgás = ngás
           ntotal

Sendo que “n” é o número em quantidade de matéria (mol). Esse passo é necessário porque, conforme explicado no texto Pressão parcial (Lei de Dalton), a lei das pressões parciais criada por Dalton estabelece que “a pressão total do sistema corresponde à soma das pressões parciais exercidas por cada um dos gases que compõem a mistura (Ptotal = P1 + P2 + P3 + P4… ou P = Σp)”. Essa lei diz também que “essa pressão exercida pela mistura gasosa está diretamente relacionada com a quantidade de partículas de cada gás”. Por isso, temos para um determinado gás:

Pgás = ngás
 Ptotal   ntotal

ou

                                                             Pgás = xgás → Pgás =Ptotal . xgás
                                                             Ptotal

Consideremos um exemplo:

Em um cilindro dotado de êmbolo, como esquematizado abaixo, há vários gases em equilíbrio à temperatura constante. A pressão parcial do sistema é 10 atm, e a temperatura, 24ºC. Determine a constante de equilíbrio (Kp) para o sistema no sentido considerado. (Dado: 0,082 atm . L . K-1 . mol-1).

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Cilindro com êmbolo em exercício sobre constante de equilíbrio (Kp
Cilindro com êmbolo em exercício sobre constante de equilíbrio (Kp)

Resolução:

Considerando os dois gases acima, temos a seguinte reação em equilíbrio

N2O4(g) ↔ 2 NO2(g)

Sua expressão da constante de equilíbrio, em termos de pressões parciais, é:

Kp = (pNO2)2
          pN2O4

Vamos, então, seguir os três passos indicados mais acima:

1º) Determinar a fração molar (x) de cada gás:

xN2O4 = nN2O4              xNO2 = nNO2
                
ntotal                          ntotal

xN2O4 = 6 mol              xNO2 = 2 mol
            8 mol                         8 mol
xN2O4 = 0,75               xNO2 = 0,25

2º) Determinar as pressões parciais de cada gás:

Conforme a Lei de Dalton, temos:

PN2O4 = Ptotal . xN2O4                PNO2 = Ptotal . xNO2
PN2O4 = 10 . 0,75                      PNO2 = 10 . 0,25
PN2O4 = 7,5 atm                        PNO2 = 2,5 atm

3º) Substituir os valores das pressões parciais na expressão de Kp:

Kp = (pNO2)2
          pN2O4

Kp = (2,5)2
         7,5

Kp = 6,25
         7,5
Kp = 0,83

A constante de equilíbrio (Kp) para o sistema no sentido considerado, a 24 ºC, é de 0,83. 

Qual será a constante de equilíbrio em termos de pressão dos gases dentro do cilindro?
Qual será a constante de equilíbrio em termos de pressão dos gases dentro do cilindro?
Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
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Lista de Exercícios

Questão 1

(UFBA - adaptada) Dados:


(Fonte: BRADY & HUMISTON, p. 511.)

A tabela acima mostra as concentrações, em mol/L, do sistema em equilíbrio representado pela equação:

que foram obtidas, experimentalmente, a 297K. Calcule, com três algarismos significativos, o valor aproximado de Kp para essa reação. Expresse o resultado indicando 50% do valor de Kp.

a) 37

b) 47

c) 57

d) 67

e) 77

Questão 2

A pressão total de um sistema gasoso constituído por H2, I2 e HI e em equilíbrio é de 4 atm em uma dada temperatura. Sabendo que existem 40% de H2 e 10% de I2 e volume, qual é o valor da constante desse equilíbrio em termos de pressão?

a) 62,5

b) 6,25

c) 625

d) 0,625

e) 0,0625

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