Explique qual a influência da pressão e temperatura na constante de equilíbrio de uma reação química. Exemplifique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para explicar como a pressão e a temperatura influenciam a constante de equilíbrio de uma reação química, além de dar um exemplo. A gente vai precisar entender um pouquinho sobre equilíbrio químico, Le Chatelier e como pressão e temperatura entram nessa história.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é constante de equilíbrio. Em uma reação química que vai e volta (chamada de reação reversível), a constante de equilíbrio, denotada por $ K $, expressa a relação entre as concentrações dos produtos e reagentes quando a reação está no seu estado de equilíbrio. A fórmula geral é:
Passo 3
Agora, sobre a temperatura. A constante de equilíbrio depende da temperatura porque a temperatura afeta a energia das moléculas envolvidas na reação. Se a temperatura aumenta, isso pode favorecer a reação endotérmica (que absorve calor), aumentando $ K $. Já se a temperatura diminui, favorece a reação exotérmica (que libera calor), diminuindo $ K $.
Passo 4
Em relação à pressão, ela influencia principalmente as reações que envolvem gases. Se a pressão aumenta, a reação tende a se deslocar para o lado com menos volume de gás. Isso pode afetar as concentrações dos reagentes e produtos, mas a constante de equilíbrio $ K $ só muda se a pressão alterar significativamente essas concentrações.
Passo 5
Vamos a um exemplo prático. Considere a síntese da amônia:
Essa reação é exotérmica. Se aumentarmos a pressão, o sistema vai preferir o lado que tem menos moléculas de gás, que aqui é o produto $ NH_3 $, aumentando assim $ K $. Se der uma aumentada na temperatura, por ser exotérmica, $ K $ diminui porque o sistema vai favorecer a reação oposta para absorver o excesso de calor.
Resposta
Então, a pressão e a temperatura influenciam a constante de equilíbrio de acordo com a natureza da reação. Aumentar a pressão pode aumentar $ K $ se isso favorecer o lado com menos volume de gás, e aumentar a temperatura pode aumentar ou diminuir $ K $ dependendo se a reação é endotérmica ou exotérmica. No exemplo da síntese da amônia, aumentar a pressão aumenta $ K $, enquanto aumentar a temperatura diminui $ K $.