Escreva a expressão para K, para as seguintes equações. Em cada caso indique se a reação é homogênea ou heterogênea.
2 \mathrm{Ag}(\mathrm{s})+\mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}) \leftrightarrow 2 \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Zn}(\mathrm{s})
Resposta: (e) \mathrm{Keq}=[\mathrm{Ag}+]^{2} /\left[\mathrm{Zn}^{2+}\right]; heterogêneo

Passo 1

O que o enunciado pede: escrever a expressão para a constante de equilíbrio K para a reação e dizer se a reação é homogênea ou heterogênea.
Dados fornecidos (copiando do enunciado): 2\mathrm{Ag}(\mathrm{s})+\mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}) \leftrightarrow 2\mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Zn}(\mathrm{s}).
Espécies e fases presentes: \mathrm{Ag}(\mathrm{s}) — sólido, \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}) — aquoso, \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq}) — aquoso, \mathrm{Zn}(\mathrm{s}) — sólido.

Passo 2

Regra geral e interpretação das notações (aula rápida): para uma reação genérica
aA + bB \leftrightarrow cC + dD
a expressão da constante de equilíbrio em termos de concentrações é
K_c=\frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b},
onde a,b,c,d são os coeficientes estequiométricos e [X] representa a concentração molar (molaridade) da espécie X. Importante: coeficientes viram expoentes na expressão; os colchetes significam concentração em mol·L^{-1}. Para gases usaríamos K_p com pressões parciais, mas aqui só há soluções aquosas e sólidos. Outra regra essencial: a atividade de um sólido puro (ou de um líquido puro) é considerada igual a 1, então sólidos puros não aparecem explicitamente em K.

Passo 3

Aplicando a regra geral à reação dada: se escrevêssemos a expressão incluindo as atividades, teríamos algo como
K=\frac{a_{\mathrm{Ag}^{+}}^{2}\;a_{\mathrm{Zn}}}{a_{\mathrm{Ag}}^{2}\;a_{\mathrm{Zn}^{2+}}},
onde a_X denota a atividade da espécie X. Agora usamos que para sólidos puros a_{\mathrm{Ag}(\mathrm{s})}=1 e a_{\mathrm{Zn}(\mathrm{s})}=1. Além disso, para espécies aquosas a atividade costuma ser aproximada pela concentração [X] em problemas de equilíbrio simples. Substituindo e simplificando:
K=\frac{[\mathrm{Ag}^{+}]^{2}\cdot 1}{1\cdot [\mathrm{Zn}^{2+}]}=\frac{[\mathrm{Ag}^{+}]^{2}}{[\mathrm{Zn}^{2+}]}.
Aqui expliquei cada passo: os expoentes 2 vêm do coeficiente estequiométrico de \mathrm{Ag}^{+}; os sólidos foram omitidos porque suas atividades são 1; restaram só as espécies aquosas.

Passo 4

Classificação homogênea vs heterogênea (mini-aula): uma reação é homogênea quando todas as espécies envolvidas estão na mesma fase (por exemplo, todas em solução aquosa ou todas gasosas). É heterogênea quando existem espécies em fases diferentes (por exemplo, sólidos com espécies em solução). Na reação dada temos sólidos ( \mathrm{Ag}(s) e \mathrm{Zn}(s)) e íons em solução aquosa ( \mathrm{Zn}^{2+}(aq) e \mathrm{Ag}^{+}(aq)), ou seja, fases diferentes coexistindo. Portanto a reação é heterogênea.

Passo 5

Resumo final rápido e incentivo: escrevemos a expressão de K lembrando que omitimos sólidos puros porque sua atividade vale 1; assim o que fica na expressão são apenas as concentrações dos íons aquosos, com expoentes iguais aos coeficientes estequiométricos. Você já pegou o truque essencial para questões desse tipo — ótimo trabalho, segue firme que isso aparece muito em prova!

Resposta

(e) K_{eq}=\dfrac{[\mathrm{Ag}^{+}]^{2}}{[\mathrm{Zn}^{2+}]}; heterogêneo

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