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Calculadora de Tabela ICE e Equilíbrio Químico
Em resumo: esta calculadora de tabela ICE recebe uma reação balanceada, as concentrações ou pressões iniciais e K, e resolve x de forma exata. Ela mostra a tabela completa I, C e E, a equação, a verificação dos 5% para o atalho de x pequeno, as quantidades no equilíbrio e para que lado a reação se desloca. É gratuita e funciona no navegador.
Digite uma reação como N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) e informe as quantidades iniciais e K. Sólidos e líquidos puros são retirados de K automaticamente. Você pode trabalhar com concentrações, mols em um volume ou pressões parciais, dar K como Kc ou Kp e mudar para Encontrar K a partir de dados de equilíbrio para fazer o caminho inverso.
Preencha todas as quantidades no equilíbrio, ou todas as quantidades iniciais mais a quantidade no equilíbrio de uma espécie.
Método e fórmulas da tabela ICE
aA + bB ⇌ cC + dD Kc = [C]^c [D]^d / ([A]^a [B]^b) Kp = Kc (RT)^Δn
I: inicial C: variação (reagentes −νx, produtos +νx) E: equilíbrio = I + C
- Balanceie a equação e anote a fase de cada espécie. Sólidos (s) e líquidos puros (l), como a água solvente, ficam fora de K.
- Encontre o sentido. Calcule Q a partir das quantidades iniciais. Q < K significa que a reação avança no sentido direto, Q > K significa que ela vai no sentido inverso.
- Preencha a tabela ICE. Cada variação é o coeficiente estequiométrico vezes x.
- Substitua a linha E em K e resolva para x. A ferramenta resolve a equação completa, que é do segundo grau ou um polinômio de grau maior, e mantém a única raiz que deixa todas as quantidades em zero ou acima.
- Verifique a regra dos 5% se você usou o atalho de desprezar x ao lado de uma quantidade inicial.
Quando a aproximação de x pequeno funciona
| Problema | K | x exato | x aproximado | % do inicial | Atalho válido? |
|---|---|---|---|---|---|
| Ácido acético 0,10 M | 1.8 × 10⁻⁵ | 1,33 × 10⁻³ M | 1,34 × 10⁻³ M | 1.3% | Sim |
| N₂O₄ 0,0400 M | 4.63 × 10⁻³ | 6,25 × 10⁻³ M | 6,80 × 10⁻³ M | 17% | No |
| PCl₅ 1,00 atm | 1,05 (Kp) | 0,626 atm | 1,02 atm | 102% | No |
Uma regra rápida: se a concentração inicial ÷ K for maior que cerca de 400, x costuma ficar abaixo de 5%.
Kp e Kc
Δn conta apenas os gases. Com R = 0,08206 L·atm/(mol·K), Kp fica em unidades de atm; com R = 0,08314 L·bar/(mol·K), fica em unidades de bar. Quando Δn = 0, como em H₂ + I₂ ⇌ 2HI, Kp = Kc.
Exemplos resolvidos
H₂ + I₂ ⇌ 2HI a 430 °C
H₂ 0,500 M e I₂ 0,500 M, Kc = 54,3.
54,3 = (2x)² / (0,500 − x)². Tire a raiz quadrada: 2x / (0,500 − x) = 7,369.
x = 0,393 M: [HI] = 0,787 M, [H₂] = [I₂] = 0,107 M
N₂O₄ ⇌ 2NO₂ a 25 °C
N₂O₄ 0,0400 M, Kc = 4,63 × 10⁻³.
4x² + 4,63 × 10⁻³ x − 1,852 × 10⁻⁴ = 0. O atalho dá 6,80 × 10⁻³ M, que é 17% de 0,0400 M, então ele falha.
x = 6,25 × 10⁻³ M: [NO₂] = 0,0125 M, [N₂O₄] = 0,0337 M
Ácido fraco: ácido acético 0,10 M
Ka = 1,8 × 10⁻⁵. A água é líquida e fica de fora.
x² / (0,10 − x) = 1,8 × 10⁻⁵. Atalho: x ≈ √(1,8 × 10⁻⁶) = 1,34 × 10⁻³ M (1,3%, válido).
[H₃O⁺] = 1,33 × 10⁻³ M, pH = 2,88
Decomposição do PCl₅ a 250 °C
P(PCl₅) = 1,00 atm no início, Kp = 1,05.
x² / (1,00 − x) = 1,05, então x² + 1,05x − 1,05 = 0.
x = 0,626 atm: P(PCl₅) = 0,374 atm. Kc = 1,05 / (0,08206 × 523,15) = 0,0245
Processo Haber a 472 °C
N₂ 1,00 M, H₂ 3,00 M, Kc = 0,105.
0,105 = (2x)² / [(1,00 − x)(3,00 − 3x)³]. Esta é uma equação do quarto grau, então resolva numericamente.
x = 0,353 M: [NH₃] = 0,705 M, [N₂] = 0,647 M, [H₂] = 1,94 M
Encontrar K a partir de uma quantidade no equilíbrio
1,00 mol de H₂ e 1,00 mol de I₂ em 2,00 L dão 1,56 mol de HI no equilíbrio.
[HI] = 0,780 M, então x = 0,390 M e [H₂] = [I₂] = 0,110 M.
Kc = 0,780² / 0,110² = 50,3
Erros comuns
- Esquecer os coeficientes na linha C. Para 2HI a variação é +2x, e o termo em K é (2x)², não 2x².
- Colocar sólidos ou água solvente em K. CaCO₃(s), CaO(s) e H₂O(l) nunca aparecem na expressão.
- Usar mols em vez de concentrações. Divida primeiro os mols pelo volume em litros, a menos que Δn = 0 e os volumes se cancelem.
- Pular a verificação dos 5%. O atalho só funciona para K pequeno. Compare sempre x com a quantidade inicial.
- Escolher a raiz errada. Uma equação do segundo grau dá duas raízes. Só uma mantém todas as quantidades em zero ou acima.
- Δn ou unidades erradas em Kp = Kc(RT)^Δn. Conte apenas os gases, use T em kelvin e o R que corresponde à sua unidade de pressão.
- Supor que a reação vai no sentido direto. Se houver produtos no início, calcule Q primeiro. x pode ser negativo.
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Abrir o editor MolDrawPerguntas frequentes
Como montar uma tabela ICE?
Escreva a equação balanceada. Preencha a linha I com as concentrações ou pressões iniciais. Na linha C, cada espécie varia pelo seu coeficiente vezes x: menos para os reagentes e mais para os produtos. A linha E é I mais C. Coloque a linha E na expressão de K e resolva para x.
Quando posso usar a aproximação de x pequeno?
Somente quando K é pequeno em comparação com as quantidades iniciais. Resolva desprezando x e depois verifique se x é menor que 5% de cada quantidade inicial da qual foi subtraído. Para ácido acético 0,10 M com Ka = 1,8 × 10⁻⁵, x é 1,3% de 0,10 M, então o atalho serve. Para N2O4 0,0400 M com Kc = 4,63 × 10⁻³, é 17%, então você precisa resolver a equação do segundo grau.
Por que sólidos e líquidos puros ficam fora de K?
A atividade deles é 1 porque sua concentração não muda durante a reação. Assim, CaCO3(s), CaO(s) e H2O(l) como solvente não aparecem na expressão de K, embora ainda precise haver algum sólido presente para que o equilíbrio exista.
Como converter Kp em Kc?
Use Kp = Kc(RT)^Δn, em que Δn é o número de mols de produtos gasosos menos o de reagentes gasosos, R = 0,08206 L·atm/(mol·K) e T está em kelvin. Para N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 a 745 K, Δn = −2, então Kp = 0,105 × (61,15)^−2 = 2,81 × 10⁻⁵.
O que a comparação entre Q e K me diz?
Q é a mesma razão que K, mas usa as quantidades atuais. Se Q for menor que K, a reação avança no sentido direto para formar mais produtos. Se Q for maior que K, ela se desloca no sentido inverso. Se Q for igual a K, a mistura já está em equilíbrio.
Como encontrar K a partir das quantidades no equilíbrio?
Coloque as concentrações de equilíbrio na expressão de K. Se você só conhece as quantidades iniciais e uma quantidade no equilíbrio, use essa espécie para encontrar x, complete o resto da tabela ICE e depois calcule K. Exemplo: 1,00 mol de H2 e 1,00 mol de I2 em 2,00 L dão 1,56 mol de HI, então Kc = 0,780² / 0,110² = 50,3.
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