Explique o que há de errado com as seguintes afirmações:
Se mais reagente é utilizado a constante de equilíbrio terá um valor maior.
Se mais reagente é utilizado a constante de equilíbrio terá um valor maior.
Passo 1
O enunciado pergunta por que é errado afirmar que “se mais reagente é utilizado, a constante de equilíbrio terá um valor maior”. O conteúdo aqui é equilíbrio químico e a definição de constante de equilíbrio, e vamos precisar saber de que fatores depende essa constante e o que muda quando alteramos a quantidade inicial de reagentes.
Passo 2
Para uma reação genérica
definimos a constante de equilíbrio
pela expressão
onde
são as atividades (aproximadas por concentrações) no equilíbrio. Por definição termodinâmica,
depende apenas da temperatura (e do estado de agregação), não das quantidades iniciais de
,
,
ou
.
Passo 3
Quando adicionamos mais reagente puro, o quociente de reação
instantaneamente muda porque aumenta
ou
. Isso faz o sistema deslocar-se segundo o princípio de Le Chatelier até que o novo valor de
volte a igualar
. Esse deslocamento muda as concentrações em equilíbrio, mas não altera o valor numérico de
.
Passo 4
Suponha que à temperatura
um certo equilíbrio tenha
. Se começarmos com
M e
M, no equilíbrio encontraremos certos
e
tais que o quociente final vale 10. Se dobrarmos
para 2,0 M, o sistema formará mais produtos até que
novamente. Em ambos os casos o valor de
permanece 10.
Passo 5
O erro da afirmação está em confundir a constante de equilíbrio
(propriedade termodinâmica fixa a uma dada temperatura) com o quociente de reação
(que varia com as concentrações iniciais). Usar mais reagente altera
e desloca o equilíbrio, mas não muda
.
Resposta
A constante de equilíbrio depende somente da temperatura (e das fases envolvidas), não das quantidades iniciais de reagentes ou produtos. Adicionar mais reagente altera o quociente de reação
e desloca o equilíbrio, mas não altera o valor de
.