Escreva as expressões para Kc em relação às seguintes reações. Em cada caso, indique se a reação é homogênea ou heterogênea.
(e) 4 HCl( aq )+O2(g) rightarrow 2 H2 O+2 Cl2(g)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O que a gente precisa fazer aqui é escrever a expressão para a constante de equilíbrio Kc baseada na reação dada. Além disso, vamos descobrir se essa reação é homogênea ou heterogênea. A matéria envolvida aqui é o equilíbrio químico, e para isso, vamos precisar entender como montar a expressão de Kc e identificar as fases dos reagentes e produtos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a constante de equilíbrio Kc. Ela é uma relação que expressa o equilíbrio entre as concentrações dos produtos e dos reagentes em uma reação química quando a reação está no ponto de equilíbrio. A fórmula geral para Kc é:
Kc = [Produtos]^coeficiente[Rea>=ntes]^coeficiente
Onde os colchetes representam as concentrações molares das substâncias e os coeficientes são os números que aparecem na frente de cada substância na equação balanceada.

Passo 3

Agora, vamos identificar os reagentes e produtos na reação:
4 HCl(aq) + O2(g) rightarrow 2 H2 O + 2 Cl2(g)
  • Reagentes:
    • HCl(aq): ácido clorídrico aquoso
    • O2(g): oxigênio gasoso
  • Produtos:
    • H2 O: água (a fase não está especificada, mas geralmente consideramos água líquida se não for indicado)
    • Cl2(g): cloro gasoso

Passo 4

Vamos montar a expressão de Kc usando a fórmula que mencionamos. É importante lembrar que apenas as espécies na fase gasosa ou aquosa são incluídas na expressão de Kc se a água estiver em fase líquida pura, ela não aparece na expressão.
Então, temos:
  • Produtos que entram em Kc:
    • Cl2(g)
  • Reagentes que entram em Kc:
    • HCl(aq)
    • O2(g)
A água líquida ( H2 O(l)) não entra na expressão porque solvente puro.
Assim, a expressão fica:
Kc = [Cl2]^2[HCl]^4 cdot [O2]

Passo 5

Agora, vamos determinar se a reação é homogênea ou heterogênea. Uma reação é homogênea quando todos os reagentes e produtos estão na mesma fase. Já é heterogênea quando há reagentes e/ou produtos em fases diferentes.
Analisando a reação:
  • Reagentes:
    • HCl(aq): aquoso
    • O2(g): gasoso
  • Produtos:
    • H2 O: líquido
    • Cl2(g): gasoso
Como temos reagentes e produtos em fases diferentes (aquoso, gasoso e líquido), a reação é heterogênea.

Resposta

A expressão para a constante de equilíbrio Kc é:
Kc = [Cl2]^2[HCl]^4 cdot [O2]
E a reação é heterogênea.

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