1. Todas as constantes de equilíbrio apresentam uma tendência na quantidade de reagentes e produtos formados no equilíbrio químico. Com base nisso, como fica a proporção dos reagentes e produtos em uma situação cujo:
b) \mathrm{K} \ll 1

Passo 1

O enunciado pergunta, de forma direta, qual é a proporção entre reagentes e produtos no equilíbrio quando está indicado que \mathrm{K}\ll1. As informações que temos são:
  • Há uma constante de equilíbrio \mathrm{K} associada a uma reação genérica do tipo aA + bB \rightleftharpoons cC + dD ).
  • O caso pedido é quando \mathrm{K} é muito menor que 1 (ou seja, \mathrm{K}\ll1).
    Não estamos resolvendo nada ainda — só organizando o que foi pedido.

Passo 2

Definição e interpretação da constante de equilíbrio. Para a reação genérica aA + bB \rightleftharpoons cC + dD ) a constante de equilíbrio em termos de concentrações (assumindo soluções diluídas ou gases ideais) é
\mathrm{K}=\frac{[\mathrm{C}]^{c}[\mathrm{D}]^{d}}{[\mathrm{A}]^{a}[\mathrm{B}]^{b}}.
Explicando cada símbolo:
  • [\mathrm{A}],[\mathrm{B}],[\mathrm{C}],[\mathrm{D}] são as concentrações (ou atividades) no equilíbrio de cada espécie química.
  • a,b,c,d são os coeficientes estequiométricos da equação balanceada.
    O que a fórmula diz em palavras: \mathrm{K} é a razão entre um produto que envolve concentrações dos produtos elevados aos seus coeficientes e um produto que envolve concentrações dos reagentes elevados aos seus coeficientes. Portanto, o valor de \mathrm{K} indica se, no equilíbrio, as concentrações dos produtos são grandes ou pequenas em relação às dos reagentes.

Passo 3

Interpretação do caso \mathrm{K}\ll1. Quando dizemos que \mathrm{K} é muito menor que 1, isso significa que
[\mathrm{C}]^{c}[\mathrm{D}]^{d}\ll[\mathrm{A}]^{a}[\mathrm{B}]^{b}.
Ou seja, o numerador da expressão de \mathrm{K} (produto das concentrações dos produtos) é muito menor que o denominador (produto das concentrações dos reagentes). Conclusão lógica imediata: no equilíbrio, as concentrações dos reagentes são muito maiores que as concentrações dos produtos — o equilíbrio “está deslocado para a esquerda”.

Passo 4

Exemplo numérico simples para fixar a ideia (modo de pensar que serve na prova). Considere a reação simples \mathrm{A} \rightleftharpoons \mathrm{B} + \mathrm{C} ) com concentração inicial de \mathrm{A} igual a 1 (unidade qualquer) e 0 para \mathrm{B} e \mathrm{C}. Se no equilíbrio uma fração x de \mathrm{A} se dissociou, então
[\mathrm{A}]_{\text{eq}}=1-x,\qquad [\mathrm{B}]_{\text{eq}}=x,\qquad [\mathrm{C}]_{\text{eq}}=x.
A constante vale
\mathrm{K}=\frac{[\mathrm{B}]_{\text{eq}}[\mathrm{C}]_{\text{eq}}}{[\mathrm{A}]_{\text{eq}}}=\frac{x^{2}}{1-x}.
Se \mathrm{K}\ll1 então x também será muito pequeno e podemos aproximar 1-x\approx1, ficando
x\approx\sqrt{\mathrm{K}}.
Isto dá um número prático: por exemplo, se \mathrm{K}=10^{-6} então x\approx10^{-3}, ou seja 0{,}1\% da espécie inicial virou produto — praticamente nada. Esse raciocínio mostra de forma quantitativa como \mathrm{K}\ll1 implica pouca formação de produtos.

Passo 5

Interpretação prática e dica para prova. Quando \mathrm{K}\ll1:
  • O equilíbrio favorece os reagentes (a reação praticamente não anda para a frente).
  • Concentrações de produtos são muito pequenas comparadas às dos reagentes.
    Dica: ao ver \mathrm{K}\ll1 numa questão, já pense “equilíbrio deslocado para a esquerda; produtos negligenciáveis”, e, se precisar estimar, utilize aproximações do tipo 1-x\approx1 e x\approx alguma função simples de \mathrm{K} (como \sqrt{\mathrm{K}} no exemplo).

Resposta

O equilíbrio favorece fortemente os reagentes; formam-se pouquíssimos produtos (concentração dos produtos muito menor que a dos reagentes).

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