A constante de equilíbrio Kc para a reação 2 SO2(g)+O2(g) <=ftharpoons 2 SO3(g) 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:
[SO3]=2,62 mol / L,[SO2]=0,149 mol / L[O2]=0,449 mol / L.
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:
2 SO2(g) + O2(g) <=ftharpoons 2 SO3(g)
A constante de equilíbrio $ K_c $ dessa reação é 249 a uma certa temperatura. Além disso, foram dadas as concentrações das substâncias no recipiente:
  • Kc
  • [SO3] = 2,62 , mol/L
  • [SO2] = 0,149 , mol/L
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:
Kc
A expressão de $ K_c $ é:
2 SO2 + O2 <=ftharpoons 2 SO3

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 $.
Qc
Vamos fazer as contas passo a passo:
Primeiro, calcular Kc :
Qc = [SO3]^2[SO2]^2 [O2] = (2,62)^2(0,149)^2 times 0,449
Depois, (2,62)^2:
2,62 times 2,62 = 6,8644
Agora, multiplicar por (0,149)^2:
0,149 times 0,149 = 0,022201
Então,
0,449

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 ( Qc > Kc ) é muito maior que a dos reagentes ( Kc = 249 e SO3), mostrando que a reação favorece fortemente a formação de produtos.

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