Escreva a equação química a partir das seguintes expressões da constante de equilíbrio termodinâmico:
Passo 1
O enunciado fornece a constante de equilíbrio
O que se pede: escrever a equação química (a reação balanceada) que corresponde a essa expressão de equilíbrio.
Informações extraídas da expressão (pegar estes dados da expressão dada):
- No numerador aparecem
e . Isso indica que os produtos incluem (coeficiente 2) e na fase gasosa (coeficiente 1). - No denominador aparecem
e . Isso indica que os reagentes incluem (coeficiente 1) e (coeficiente 2). - A expressão mistura concentrações molares para espécies em solução e pressão parcial para o gás
; possivelmente há uma espécie líquida (água) que, se presente pura, não aparece na expressão.
Passo 2
Regra prática para ir da expressão de
para a equação: os expoentes na expressão de
correspondem aos coeficientes estequiométricos da reação balanceada (produtos no numerador, reagentes no denominador). Assim, podemos ler diretamente os coeficientes iniciais:
- produto:
de , - produto:
de , - reagente:
de , - reagente:
de .
Escrevendo a forma esquelética (ainda sem preocupar com água ou íons H+):
Passo 3
Química por trás dessa forma esquelética: o carbonato reage com ácido para dar dióxido de carbono e água, enquanto o ânion nítrico aparece como produto quando o ácido é
. Lembrete de reação ácido + carbonato (equação neta com íons de hidrogénio):
Como
é um ácido forte, cada molécula fornece
e
:
Juntando isso com a reação ácido+carbonato, 2 mols de
fornecem
H+ (consumidos) e
(produzidos), e aparece
como produto além do
.
Passo 4
Por que a expressão de
não mostra
? Porque a água líquida pura tem atividade aproximadamente igual a 1, então não aparece na expressão de equilíbrio (espécies puras condensadas geralmente são omitidas). Por isso a água pode estar presente na equação balanceada, mas não aparece no produto do
.
Também por que aparece
em vez de
? Porque
é gás e, em equilíbrios heterogêneos, usa-se a pressão parcial do gás (ou sua atividade gasosa) na expressão de
.
Passo 5
Agora escrevendo a equação completa, incluindo fases e a água formada:
Passo 6
Verificação estequiométrica e de cargas (para garantir que a equação faz sentido):
- Átomos de carbono:
à esquerda ( ), à direita ( ). - Átomos de hidrogênio:
à esquerda (em ), à direita (em ). - Átomos de nitrogênio:
à esquerda (em ), à direita (em ). - Oxigênios: soma dá igual (checagem rápida: esquerda
; direita ). - Carga total: esquerda
(por ; é neutra), direita (por ; e neutros). Logo a carga está balanceada.
Passo 7
Resumo didático rápido e motivador: a maneira mais direta de obter a reação a partir de uma expressão de
é ler os expoentes como coeficientes estequiométricos (numerador = produtos, denominador = reagentes), lembrar das fases (gás → pressão parcial aparece; líquido puro → omitido do
), e completar com a química conhecida (ácido forte dissocia, carbonato + ácido → CO2 + H2O). Mandou bem pedindo a equação — agora já dá pra decorar esse padrão!