- O valor da constante de equilíbrio em função das concentrações das espécies no equilíbrio, em quantidade de matéria, é um dado importante para se avaliar a extensão (rendimento) da reação quando as concentrações não se alteram mais. Considere a tabela com as quantidades de reagentes e produtos no início e no equilíbrio, na temperatura de
, para a seguinte reação:
Dados:
reagentes/produtos
no início
no equilíbrio
a. Qual a expressão para a constante de equilíbrio da reação acima em função das concentrações?
b. Qual o valor de Kc?
| reagentes/produtos | no início | no equilíbrio |
|
|
|
|
|
|
|
|
b. Qual o valor de Kc?
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
a. Escrever a expressão da constante de equilíbrio em função das concentrações para a reação dada.
b. Calcular o valor numérico de usando as concentrações no equilíbrio.
a. Escrever a expressão da constante de equilíbrio em função das concentrações para a reação dada.
b. Calcular o valor numérico de
Dados fornecidos (retirei da tabela do enunciado):
(reação)
(não usado para
)
(peguei da tabela)
(não usado para
)
(peguei da tabela)
Também foi dada a temperatura e a constante dos gases
, mas como nos foram dadas as concentrações no equilíbrio, não precisamos de
nem da temperatura para calcular
.
Também foi dada a temperatura
Passo 2
Vamos recordar a regra geral (lei de ação das massas) para formar a expressão de
. Para uma reação genérica
a constante de equilíbrio em termos de concentrações é
Explicando cada coisa:
é a concentração da espécie
no equilíbrio, em
. Os expoentes
são os coeficientes estequiométricos da reação — ou seja, cada concentração é elevada ao coeficiente com que aparece na reação. Essa fórmula vem da lei da ação das massas: o quociente entre produtos e reagentes, com potências iguais aos coeficientes, é constante a uma dada temperatura.
Passo 3
Aplicando a regra ao caso específico
: o produto é
com coeficiente
e o reagente é
com coeficiente
. Portanto a expressão pedida é
Aqui expliquei por que o numerador tem quadrado: o
na frente de
vira expoente
.
Passo 4
Agora vamos calcular numericamente usando as concentrações de equilíbrio que estão na tabela (repito explicitamente):
e
. Vou substituir esses valores na expressão de
.
Passo 5
Substituição e contas passo a passo:
Calcule o quadrado no numerador:
Agora divida pelo denominador:
Mostrei cada operação para que você possa reproduzir sem calculadora (é só multiplicar e ajustar casas decimais).
Passo 6
Comentário final e interpretação rápida: o valor obtido é
(adimensional na prática quando usamos atividades; aqui tratamos como quociente de concentrações). Esse
é relativo à temperatura dada — se a temperatura mudar,
muda. Como eu disse antes, o valor de
e a temperatura não foram necessários porque tínhamos diretamente as concentrações de equilíbrio. Você mandou bem em enviar a tabela: foi suficiente para determinar
.
Resposta
a.
b.
b.