Escreva a expressão para
, para as seguintes equações. Em cada caso indique se a reação é homogênea ou heterogênea.
Resposta:
; homogêneo
Passo 1
O enunciado dá a reação
e pede duas coisas: (1) escrever a expressão do equilíbrio
(aqui, por tratar-se de gases, vamos usar a forma em pressões parciais
); (2) indicar se a reação é homogênea ou heterogênea. As informações relevantes que já temos são os coeficientes estequiométricos e que todas as espécies estão no estado gasoso.
Passo 2
Conceito-chave: a lei da ação das massas para gases diz que, para uma reação genérica
a constante de equilíbrio em termos de pressões parciais (
) é dada por
Aqui
representa a pressão parcial do gás
na mistura no equilíbrio, e os expoentes
são os coeficientes estequiométricos da reação. Em palavras simples: multiplica-se as pressões parciais dos produtos elevadas aos seus coeficientes e divide-se pelas pressões dos reagentes elevadas aos seus coeficientes.
Passo 3
Aplicando essa regra à reação dada. Identificamos produtos e reagentes e seus coeficientes:
- Reagente:
com coeficiente . - Produtos:
com coeficiente e com coeficiente .
Então, substituindo na fórmula do passo anterior:
Como os expoentes iguais a
costumam ser omitidos, podemos escrever de forma mais simples:
Passo 4
Explicando por que os coeficientes viram expoentes (dica prática para prova): imagine que, por equilíbrio, duplicando a pressão parcial de um produto, o efeito na expressão do quociente é multiplicar
por
. Por isso o coeficiente estequiométrico vira potência da pressão no termo correspondente. É a aplicação direta da lei da ação das massas.
Passo 5
Sobre homogeneidade: uma reação é homogênea quando todas as espécies envolvidas estão na mesma fase. Aqui todas as espécies estão em fase gasosa (o enunciado indica
para todas). Logo esta reação é homogênea. (Se houvesse sólido, líquido ou superfície catalítica entre os reagentes/produtos seria heterogênea.)
Resposta
homogêneo