Escreva a expressão para K, para as seguintes equações. Em cada caso indique se a reação é homogênea ou heterogênea.
3 \mathrm{NO}(\mathrm{g}) \leftrightarrow \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{NO}_{2}(\mathrm{~g})
Resposta: (\mathrm{a}) \mathrm{Keq}=\mathrm{P}_{\mathrm{N} 2 \mathrm{O}} \times \mathrm{P}_{\mathrm{NO}} / \mathrm{P}^{3}{ }_{\mathrm{NO}}; homogêneo

Passo 1

O enunciado dá a reação
3\,\mathrm{NO}(\mathrm{g}) \leftrightarrow \mathrm{N}_2\mathrm{O}(\mathrm{g}) + \mathrm{NO}_2(\mathrm{g})
e pede duas coisas: (1) escrever a expressão do equilíbrio K (aqui, por tratar-se de gases, vamos usar a forma em pressões parciais K_p); (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
aA + bB \leftrightarrow cC + dD,
a constante de equilíbrio em termos de pressões parciais ( K_p) é dada por
K_p=\frac{P_C^{\,c}\,P_D^{\,d}}{P_A^{\,a}\,P_B^{\,b}}.
Aqui P_X representa a pressão parcial do gás X na mistura no equilíbrio, e os expoentes a,b,c,d 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: \mathrm{NO} com coeficiente 3.
  • Produtos: \mathrm{N}_2\mathrm{O} com coeficiente 1 e \mathrm{NO}_2 com coeficiente 1.
Então, substituindo na fórmula do passo anterior:
K_p=\frac{P_{\mathrm{N}_2\mathrm{O}}^{\,1}\;P_{\mathrm{NO}_2}^{\,1}}{P_{\mathrm{NO}}^{\,3}}.
Como os expoentes iguais a 1 costumam ser omitidos, podemos escrever de forma mais simples:
K_p=\frac{P_{\mathrm{N}_2\mathrm{O}}\,P_{\mathrm{NO}_2}}{P_{\mathrm{NO}}^{3}}.

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 K_p por 2^{\text{coeficiente}}. 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 (\mathrm{g}) para todas). Logo esta reação é homogênea. (Se houvesse sólido, líquido ou superfície catalítica entre os reagentes/produtos seria heterogênea.)

Resposta

K_p=\dfrac{P_{\mathrm{N}_2\mathrm{O}}\,P_{\mathrm{NO}_2}}{P_{\mathrm{NO}}^{3}}
homogêneo

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