Em um reator de 10 L\pu{10 L} a reação ocorre em 1270 K\pu{1270 K}: FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+COX2(g) \ce{ FeO(s) + CO(g) <=> Fe(s) + CO2(g) } No equilíbrio, a pressão parcial de CO\ce{CO} era 4,24 bar\pu{4,24 bar} e a de COX2\ce{CO2} era 1,71 bar\pu{1,71 bar}. A pressão de COX2\ce{CO2} foi reduzida até 0,43 bar\pu{0,43 bar} pela reação parcial com hidróxido de sódio, NaOH\ce{NaOH}, e o sistema atingiu novamente o equilíbrio.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da pressão parcial de CO\ce{CO} no novo equilíbrio.

Gabarito
Gabarito

Como FeO(s)\ce{FeO(s)} e Fe(s)\ce{Fe(s)} são sólidos puros, a constante de equilíbrio é K=PCOX2/PCOK = P_{\ce{CO2}} / P_{\ce{CO}}.

Etapa 1.Calcule a constante de equilíbrio a partir das condições iniciais.

K=PCOX2PCO=1,71 bar4,24 bar=0,403 K = \dfrac{P_{\ce{CO2}}}{P_{\ce{CO}}} = \dfrac{\pu{1,71 bar}}{\pu{4,24 bar}} = \pu{0,403}

Etapa 2.Monte o balanço estequiométrico após a perturbação.

Após a remoção parcial de COX2\ce{CO2}, a nova pressão inicial de COX2\ce{CO2} é 0,43 bar\pu{0,43 bar}. Definindo xx como a variação de pressão ao atingir o novo equilíbrio:

COCOX2inıˊcio4,240,43variac¸a˜o−x+xequilıˊbrio4,24−x0,43+x \begin{array}{lcc} & \ce{CO} & \ce{CO2} \\ \text{início} & 4{,}24 & 0{,}43 \\ \text{variação} & -x & +x \\ \text{equilíbrio} & 4{,}24-x & 0{,}43+x \end{array}

Etapa 3.Calcule xx a partir da constante de equilíbrio.

K=0,43+x4,24−x=0,403 K = \dfrac{0{,}43 + x}{4{,}24 - x} = \pu{0,403} 0,43+x=0,403(4,24−x)⇒x=0,91 0{,}43 + x = 0{,}403(4{,}24 - x) \quad\Rightarrow\quad x = \pu{0,91}

Etapa 4.Calcule a pressão parcial de CO\ce{CO} no novo equilíbrio.

PCO=4,24−0,91=3,3 bar P_{\ce{CO}} = 4{,}24 - \pu{0,91} = \boxed{ \pu{3,3 bar} }