Escreva a expressão para
em relação as seguintes reações. Em cada caso, indique se a reação e homogênea ou heterogênea.
Passo 1
O enunciado dá a reação
e pede duas coisas: (1) escrever a expressão para
dessa reação; (2) indicar se a reação é homogênea ou heterogênea. Informações relevantes fornecidas: as espécies presentes e suas fases —
e
são sólidas;
e
são aquosas.
Passo 2
Vamos lembrar a regra geral (lei da ação das massas): para uma reação genérica
a constante de equilíbrio em termos de concentrações é
onde
significa a concentração molar de
(mol·L^{-1}) e os expoentes
são os coeficientes estequiométricos da reação. Ou seja, cada espécie aparece elevada ao seu coeficiente.
Passo 3
Uma observação importante: a expressão correta e fundamental usa atividades
em vez de concentrações:
Para soluções diluídas e gases ideais podemos aproximar a atividade por concentração ou pressão. Para substâncias puras no estado sólido ou líquido puro a atividade é, por convenção,
(porque a “concentração efetiva” não muda com a quantidade de sólido puro). Por isso, quando houver sólidos puros na reação, eles não aparecem explicitamente na expressão de
.
Passo 4
Escrevendo primeiro a expressão com atividades para a reação dada:
Agora usamos
e
porque são sólidos puros. Isso simplifica para
Passo 5
Substituindo atividades por concentrações (aproximação usual em solução aquosa), obtemos a expressão de
:
Aqui
e
são concentrações molares em mol·L^{-1}. Note que nem
nem
aparecem na expressão porque são sólidos puros e suas atividades valem
.
Passo 6
Classificação homogênea vs heterogênea: uma reação é homogênea se todas as espécies participantes estiverem na mesma fase (por exemplo, todas em solução aquosa ou todas gasosas). É heterogênea se há mais de uma fase envolvida. Na reação dada temos espécies na fase sólida (
,
) e espécies na fase aquosa (
,
), ou seja, há mais de uma fase — portanto a reação é heterogênea.