Questão 1. Explique por que as afirmações feitas a seguir sobre o equilíbrio químico são incorretas:
Apenas uma composição de reagentes/produtos satisfaz à constante de equilíbrio de uma reação.
Apenas uma composição de reagentes/produtos satisfaz à constante de equilíbrio de uma reação.
Passo 1
O enunciado afirma que “apenas uma composição de reagentes/produtos satisfaz à constante de equilíbrio de uma reação”. O conteúdo aqui é equilíbrio químico, mais precisamente o conceito de constante de equilíbrio (
) e a existência de múltiplas composições que satisfazem essa mesma constante para uma dada temperatura.
Passo 2
Definimos a constante de equilíbrio para a reação genérica
como
onde
é a concentração (ou atividade) de
no equilíbrio. Para temperatura fixa,
é um valor constante.
Passo 3
A equação
é uma relação entre quatro variáveis
,
,
e
. Uma única equação com quatro incógnitas admite infinitas combinações de valores que a satisfazem, desde que todas sejam positivas e fisicamente realizáveis.
Passo 4
Por exemplo, considere a reação
com
numa certa temperatura. Se escolhermos
, então
Mas poderíamos escolher
e obter
novamente. São composições diferentes de reagentes, mas que geram a mesma razão de equilíbrio.
Passo 5
Assim, para uma dada
(temperatura fixa) existem infinitas composições de
,
,
e
que tornam
Logo, a afirmação de que “apenas uma composição” satisfaz
é incorreta.
Resposta
A afirmação está errada porque a constante de equilíbrio impõe apenas uma relação algébrica entre as concentrações dos reagentes e produtos. Uma única equação com várias incógnitas admite infinitas soluções, de modo que existem muitas composições distintas que satisfazem
no equilíbrio.