A constante de equilíbrio para a reação
é
a
. Em laboratório foram feitas experiências, misturando
e
Experiência
1
0,60
0,15
0,025
2
0,50
0,10
0,12
3
0,20
0,40
0,05
a) Em qual das experiências a reação encontra-se em equilíbrio?.
b) Em qual a reação atingirá o equilíbrio caminhando para a direita?
c) Em qual a reação atingirá o equilíbrio caminhando para a esquerda?
| Experiência |
|
|
|
| 1 | 0,60 | 0,15 | 0,025 |
| 2 | 0,50 | 0,10 | 0,12 |
| 3 | 0,20 | 0,40 | 0,05 |
b) Em qual a reação atingirá o equilíbrio caminhando para a direita?
c) Em qual a reação atingirá o equilíbrio caminhando para a esquerda?
Passo 1
O enunciado fornece a reação e a constante de equilíbrio e pede para analisar três misturas. Dados e perguntas:
Reação:
Constante de equilíbrio a
:
Tabela de concentrações (valores retirados do enunciado):
Experiência 1: .
Experiência 2: .
Experiência 3: .
Experiência 1:
Experiência 2:
Experiência 3:
Perguntas:
a) Em qual das experiências a reação encontra-se em equilíbrio?
b) Em qual a reação atingirá o equilíbrio caminhando para a direita (formando produtos)?
c) Em qual a reação atingirá o equilíbrio caminhando para a esquerda (formando reagentes)?
a) Em qual das experiências a reação encontra-se em equilíbrio?
b) Em qual a reação atingirá o equilíbrio caminhando para a direita (formando produtos)?
c) Em qual a reação atingirá o equilíbrio caminhando para a esquerda (formando reagentes)?
Passo 2
O que é preciso fazer (explicação didática do conceito):
Definimos o quociente de reação com a mesma forma algébrica de
, usando as concentrações iniciais. Para a reação dada, a expressão é
Definimos o quociente de reação
Por que os expoentes aparecem? Porque os coeficientes estequiométricos na equação balanceada (os 2 para
e
) viram expoentes na expressão de
e
.
Regra de comparação (o princípio a usar na prova):
- Se
, o sistema está em equilíbrio. - Se
, a reação ainda não formou produtos suficientes; ela caminhará para a direita (sentido direto) para formar mais produtos. - Se
, há excesso de produtos; a reação caminhará para a esquerda (sentido inverso) para formar mais reagentes.
Passo 3
Cálculo passo a passo de
para a Experiência 1 (mostrando cada conta):
Dados da experiência 1:
.
Calcule o numerador:
Primeiro
. Então
Calcule o denominador:
Agora a divisão:
Em notação com vírgula:
.
Passo 4
Interpretação para a Experiência 1:
Compare com .
Compare com
Portanto, há menos produtos do que no equilíbrio; a reação irá prosseguir para a direita (formar mais
e
) até atingir o equilíbrio.
Passo 5
Cálculo passo a passo de
para a Experiência 2:
Dados da experiência 2:
.
Numerador:
Denominador:
Divisão:
Logo
.
Passo 6
Interpretação para a Experiência 2:
Compare com :
Compare com
Portanto a mistura da experiência
já está em equilíbrio — nada tende a mudar o sentido da reação.
Passo 7
Cálculo passo a passo de
para a Experiência 3:
Dados da experiência 3:
.
Numerador:
Denominador:
Divisão:
Logo
.
Passo 8
Interpretação para a Experiência 3:
Compare com :
Compare com
Há excesso de produtos nesta mistura; a reação tenderá a caminhar para a esquerda (formar mais
) até atingir o equilíbrio.
Passo 9
Resumo final das decisões (para memorizar na prova):
- Experiência com
está em equilíbrio. -
→ reação anda para a direita. -
→ reação anda para a esquerda.
Aplicando aos três casos calculados:
- Experiência
: → caminha para a direita. - Experiência
: → já está em equilíbrio. - Experiência
: → caminha para a esquerda.
Resposta
a) Experiência
b) Experiência (caminhará para a direita)
c) Experiência (caminhará para a esquerda)
b) Experiência
c) Experiência