A constante de equilíbrio Kc para a reação
é igual a 249 a uma dada temperatura. Uma análise do conteúdo do recipiente que contém estes três compostos, nesta temperatura, apresentou o seguinte resultado:
.
a) O sistema está em equilíbrio? Se não estiver, como vai reagir para chegar ao equilíbrio?
b) Comente o significado da ordem de grandeza de Kc.
a) O sistema está em equilíbrio? Se não estiver, como vai reagir para chegar ao equilíbrio?
b) Comente o significado da ordem de grandeza de Kc.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão está nos dizendo e identificar o que precisamos para resolver. A gente tem uma reação química:
A constante de equilíbrio $ K_c $ dessa reação é 249 a uma certa temperatura. Além disso, foram dadas as concentrações das substâncias no recipiente:
Vamos precisar usar o conceito de constante de equilíbrio e a expressão da $ K_c $ para verificar se o sistema está em equilíbrio e entender o significado dessa constante.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a constante de equilíbrio $ K_c $. Ela é uma expressão que relaciona as concentrações dos produtos e reagentes no equilíbrio químico, cada uma elevada ao seu coeficiente estequiométrico.
Para a reação dada:
A expressão de $ K_c $ é:
Passo 3
Vamos calcular o valor de $ Q_c $, que é a razão das concentrações atuais das substâncias, usando a mesma expressão da $ K_c $.
Vamos fazer as contas passo a passo:
Primeiro, calcular
:
Depois,
:
Agora, multiplicar por
:
Então,
Passo 4
Agora que temos $ Q_c \approx 689,3 $ e $ K_c = 249 $, vamos comparar esses valores para saber se o sistema está em equilíbrio.
- Se $ Q_c < K_c $: a reação tende a formar mais produtos.
- Se $ Q_c > K_c $: a reação tende a formar mais reagentes.
- Se $ Q_c = K_c $: o sistema está em equilíbrio.
No nosso caso, $ Q_c \approx 689,3 $ é maior que $ K_c = 249 $.
Passo 5
Como $ Q_c > K_c $, isso quer dizer que no sistema atual há mais produtos do que o necessário para o equilíbrio. Portanto, a reação vai se deslocar para a formação de mais reagentes, ou seja, vai reagir para a esquerda.
Passo 6
Para a parte b), vamos entender o que significa a ordem de grandeza de $ K_c = 249 $.
Uma grande constante de equilíbrio ($ K_c $ muito maior que 1) indica que, no equilíbrio, a concentração dos produtos é muito maior que a dos reagentes. Isso significa que a reação é “favorável” à formação dos produtos.
Por outro lado, se $ K_c $ fosse muito menor que 1, indicaria que os reagentes são favorecidos no equilíbrio.
Resposta
a) O sistema não está em equilíbrio. Como $ Q_c > K_c $, a reação vai se deslocar para a formação de mais reagentes (para a esquerda) até atingir o equilíbrio.
b) A ordem de grandeza de $ K_c = 249 $ indica que, no equilíbrio, a concentração dos produtos (
) é muito maior que a dos reagentes (
e
), mostrando que a reação favorece fortemente a formação de produtos.