SEDUC PI 2025 — Questão 32 · Sistemas Homogêneos: Constantes: Kc e Kp. Deslocamento do Equilíbrio: Fatores

Muitos compostos contendo nitrogênio são encontrados na natureza, pois este elemento químico possui grande capacidade de fazer ligações químicas, com números de oxidação variando de (-3) a (+5). É o mais abundante elemento químico na atmosfera terrestre, contribuindo com aproximadamente 78% de sua composição. A molécula de N₂ é extremamente estável e quase não desempenha papel químico importante, exceto na termosfera (altitude maior que 90 km) onde pode ser fotolizada ou ionizada. Os constituintes minoritários, tais como óxido nitroso (N₂O), óxido nítrico (NO), dióxido de nitrogênio (NO₂), ácido nítrico (HNO₃) e amônia (NH₃) são quimicamente reativos e têm importantes papéis nos problemas ambientais contemporâneos, incluindo a formação e precipitação ácida (chuva ácida), poluição atmosférica (smog fotoquímico), aerossóis atmosféricos e a depleção da camada de ozônio. Os óxidos de nitrogênio, NO e NO₂, são rapidamente interconversíveis e existem em equilíbrio dinâmico.

Assim, em experimento no laboratório, observando a reação do gás castanho NO₂, um poluente do ar, e o gás incolor N₂O₄ que se encontram em equilíbrio, como indica a equação a seguir, foram adicionados em um reator de 5dm³, 0,625 mol de N₂O₄, e deixou-se decompor até atingir o equilibro com o NO₂.

A concentração de equilíbrio do N₂O₄ obtida foi de 0,0750 M. Qual a constante de equilíbrio, k_C, para esta reação?

2NO₂ ⇌ N₂O₄