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.

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 ( K) 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
aA + bB \;\rightleftharpoons\; cC + dD
como
K = \frac{[C]^c\,[D]^d}{[A]^a\,[B]^b}\,,
onde [X] é a concentração (ou atividade) de X no equilíbrio. Para temperatura fixa, K é um valor constante.

Passo 3

A equação
\frac{[C]^c\,[D]^d}{[A]^a\,[B]^b} = K
é uma relação entre quatro variáveis [A], [B], [C] e [D]. 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
\ce{H2 + I2 <=> 2HI}
com
K = 50
numa certa temperatura. Se escolhermos [H_2]=1,\;[I_2]=1, então
[HI]^2 = K\,[H_2]\,[I_2] = 50\cdot1\cdot1 = 50 \quad\Longrightarrow\quad [HI]\approx7{,}07.
Mas poderíamos escolher [H_2]=2,\;[I_2]=0{,}5 e obter
[HI]^2 = 50\cdot2\cdot0{,}5 = 50 \quad\Longrightarrow\quad [HI]\approx7{,}07
novamente. São composições diferentes de reagentes, mas que geram a mesma razão de equilíbrio.

Passo 5

Assim, para uma dada K (temperatura fixa) existem infinitas composições de [A], [B], [C] e [D] que tornam
\frac{[C]^c\,[D]^d}{[A]^a\,[B]^b} = K.
Logo, a afirmação de que “apenas uma composição” satisfaz K 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 Q=K no equilíbrio.

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