e) O que representa a Constante de Equilíbrio? Qual a sua relação com o
\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, De<a G^circ. O conteúdo necessário é Termodinâmica Química, em especial a Lei da Ação das Massas e a relação entre De<a G e o quociente de reação.

Passo 2

A constante de equilíbrio, Keq, representa a razão entre as atividades dos produtos e dos reagentes quando o sistema está em equilíbrio. Para uma reação genérica
alpha A + beta B <=ftharpoons gamma C + de<a D
a expressão de Keq é
Keq = aC^gamma,aD^de<aaA^alpha,aB^beta,
onde cada ai é a atividade (ou, em solução diluída, a concentração efetiva) da espécie i. O valor de Keq indica se o equilíbrio favorece reagentes ( Keq<1) ou produtos ( Keq>1).

Passo 3

A relação entre a variação da energia livre de Gibbs e o quociente de reação Q é dada por
De<a G = De<a G^circ + RTln Q
No ponto de equilíbrio, De<a G=0 e Q torna-se Keq. Assim,
0 = De<a G^circ + RTln Keq Longrightarrow De<a G^circ = -RTln Keq
Dessa forma também se obtém
Keq = expl(-tfracDe<a G^circRTr)
Fisicamente, se De<a G^circ<0, então Keq>1 (produtos favorecidos); se De<a G^circ>0, Keq<1 (reagentes favorecidos).

Resposta

A constante de equilíbrio Keq 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
De<a G^circ = -RTln Keq,
ou equivalentemente
Keq = expl(-De<a G^circRTr)

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