Dada a seguinte reação química: 3 Fe3(s) + 4 H2O(g) ↔ Fe3O4(s) + 4 H2(g). Qual a representação correta da constante de equilíbrio.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química:
O que a gente precisa encontrar é a representação correta da constante de equilíbrio dessa reação. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre constantes de equilíbrio e como elas são formuladas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma constante de equilíbrio. Em química, quando uma reação atinge o equilíbrio, as concentrações dos reagentes e produtos não mudam mais. A constante de equilíbrio, $ K $, nos dá uma relação entre essas concentrações nesse ponto.
A fórmula geral para a constante de equilíbrio é:
Cada concentração é elevada ao seu respectivo coeficiente estequiométrico na reação.
Passo 3
Agora, vamos olhar para a nossa reação:
Notamos que temos substâncias no estado sólido (indicado pelo $ s $) e no estado gasoso (indicado pelo $ g $).
Uma coisa importante sobre constantes de equilíbrio é que sólidos e líquidos puros têm atividade igual a 1 e, por isso, não entram na expressão da constante de equilíbrio. Então, vamos focar apenas nas substâncias gasosas.
Passo 4
Identificando as substâncias gasosas na nossa reação, temos:
- Reagente gasoso: $ H_2O(g) $ com coeficiente 4.
- Produto gasoso: $ H_2(g) $ com coeficiente 4.
Agora, aplicando a fórmula da constante de equilíbrio:
Resposta
A constante de equilíbrio é dada por: