e) O que representa a Constante de Equilíbrio? Qual a sua relação com o
\Delta G^{\circ}
?
\Delta G^{\circ}
?
Passo 1
O enunciado pede para explicar o que é a constante de equilíbrio e como ela se relaciona com a variação da energia livre de Gibbs padrão,
. O conteúdo necessário é Termodinâmica Química, em especial a Lei da Ação das Massas e a relação entre
e o quociente de reação.
Passo 2
A constante de equilíbrio,
, representa a razão entre as atividades dos produtos e dos reagentes quando o sistema está em equilíbrio. Para uma reação genérica
a expressão de
é
onde cada
é a atividade (ou, em solução diluída, a concentração efetiva) da espécie
. O valor de
indica se o equilíbrio favorece reagentes (
) ou produtos (
).
Passo 3
A relação entre a variação da energia livre de Gibbs e o quociente de reação
é dada por
No ponto de equilíbrio,
e
torna-se
. Assim,
Dessa forma também se obtém
Fisicamente, se
, então
(produtos favorecidos); se
,
(reagentes favorecidos).
Resposta
A constante de equilíbrio
é a razão das atividades dos produtos e reagentes no equilíbrio químico, expressando a posição de equilíbrio. A relação com a variação da energia livre de Gibbs padrão é
ou equivalentemente