Escreva as expressões das constantes de equilíbrio das seguintes reações. NO caso de gases, adote pressões parciais
ou molaridades
:
(c)
(c)
Passo 1
O enunciado dá a reação
O que é pedido: escrever as expressões das constantes de equilíbrio usando (a) concentrações molares
e (b) pressões parciais
. Informações relevantes fornecidas:
- Há um reagente que é sólido:
. -
e estão no estado gasoso. - Para gases pode-se usar concentrações
(molaridade) ou pressões parciais .
Passo 2
Relembrando o que é a constante de equilíbrio: para uma reação genérica na forma
a constante em termos de concentrações molares é definida por
onde
é a concentração molar de
no equilíbrio. Importante: aqui usa-se a atividade de cada espécie; para soluções ideais e gases ideais as atividades podem ser aproximadas por concentrações ou pressões (com fatores adequados). No caso de um sólido puro, a sua atividade é constante e convencionalmente tomada como
; portanto sólidos puros não aparecem na expressão de
nem de
.
Passo 3
Aplicando a definição de
à reação dada, e lembrando que a atividade do sólido
é
, temos que na expressão de
só entram as espécies gasosas:
Explicação curta do porquê: o expoente
vem do coeficiente estequiométrico do produto
, e o
não aparece porque sua atividade é
.
Passo 4
Para a constante em termos de pressões parciais,
, usa‑se a mesma forma mas com pressões parciais dos gases:
Aqui
e
são as pressões parciais de
e
no equilíbrio (unidades consistentes, por exemplo atm).
Passo 5
Agora relacionando
e
. Para gases ideais vale a relação
onde
é a concentração molar de
,
é sua pressão parcial,
é a constante dos gases e
a temperatura em kelvin. Substituindo essa relação em
obtém‑se a relação geral
onde
é a variação do número de mols gasosos (produtos menos reagentes). Para a reação dada:
Portanto, a relação específica aqui é
Observação de aplicação:
deve estar na unidade compatível com as unidades de pressão usadas (por exemplo
se as pressões estão em atm e concentrações em mol L^{-1}).