Escreva a expressão para K_{\mathrm{c}} em relação as seguintes reações. Em cada caso, indique se a reação e homogênea ou heterogênea.
3 \mathrm{NO}_{(g)} \Leftrightarrow \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{(g)}+\mathrm{NO}_{2(g)}

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para a reação abaixo:
3\,\mathrm{NO}_{(g)} \Leftrightarrow \mathrm{N}_2\mathrm{O}_{(g)} + \mathrm{NO}_2_{(g)}
  • Escrever a expressão de K_{\mathrm{c}} (constante de equilíbrio em termos de concentrações) correspondente a essa reação.
  • Indicar se a reação é homogênea ou heterogênea.
As informações dadas que vamos usar: os reagentes e produtos são \mathrm{NO}_{(g)}, \mathrm{N}_2\mathrm{O}_{(g)} e \mathrm{NO}_2_{(g)}; todos têm a fase (g) (gás). Não há outras espécies.

Passo 2

Lembrete didático: o que é K_{\mathrm{c}} e como se monta a expressão geral.
Para uma reação genérica
aA + bB \Leftrightarrow cC + dD
a expressão de K_{\mathrm{c}} é dada por
K_{\mathrm{c}}=\frac{[C]^c\,[D]^d}{[A]^a\,[B]^b},
onde [X] representa a concentração molar de X em \mathrm{mol\,L^{-1}}, e os expoentes a,b,c,d são os coeficientes estequiométricos da reação. Essa é a regra-prática: produto das concentrações dos produtos elevadas aos seus coeficientes dividido pelo produto das concentrações dos reagentes elevadas aos seus coeficientes.

Passo 3

Explicando por que usamos os expoentes: eles vêm diretamente da lei de ação das massas — a dependência da velocidade (e, no equilíbrio, das concentrações relativas) relaciona-se com a estequiometria. Na prática, na hora da prova basta “copiar” os coeficientes como expoentes na expressão de K_{\mathrm{c}}.

Passo 4

Aplicando a regra à reação dada. Os coeficientes estequiométricos são:
  • para \mathrm{NO}: 3 (reagente),
  • para \mathrm{N}_2\mathrm{O}: 1 (produto),
  • para \mathrm{NO}_2: 1 (produto).
Portanto substituímos na fórmula geral:
K_{\mathrm{c}}=\frac{[\mathrm{N}_2\mathrm{O}]^{1}\,[\mathrm{NO}_2]^{1}}{[\mathrm{NO}]^{3}}.

Passo 5

Simplificando a notação (expoentes iguais a 1 normalmente não são escritos explicitamente), obtemos a forma final:
K_{\mathrm{c}}=\frac{[\mathrm{N}_2\mathrm{O}]\,[\mathrm{NO}_2]}{[\mathrm{NO}]^{3}}.

Passo 6

Agora, sobre homogênea vs heterogênea. Regra prática: se todas as espécies que aparecem na expressão do equilíbrio estão na mesma fase (todas gases, todas soluções aquosas, etc.), a reação é homogênea. Se há mais de uma fase (por exemplo sólidos e gases juntos), a reação é heterogênea. Além disso, em reações heterogêneas as concentrações (ou atividades) de sólidos puros e líquidos puros não aparecem na expressão de K_{\mathrm{c}} (são tratadas como constantes e omitidas).
Na reação dada todas as espécies estão no estado gasoso, como indicado pelo sufixo (g) no enunciado. Logo, a reação é homogênea.

Resposta

K_{\mathrm{c}}=\frac{[\mathrm{N}_2\mathrm{O}]\,[\mathrm{NO}_2]}{[\mathrm{NO}]^{3}}
Homogênea

Exercícios relacionados