Escreva as seguintes expressões da constante de equilíbrio para as seguintes reações:
(b) 3 Fe(s)+4 H2 O(g) <=ftharpoons Fe3 O4(s)+4 H2(g)

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos que escrever a expressão da constante de equilíbrio para a reação dada. A constante de equilíbrio, geralmente representada por $ K $, nos mostra a relação entre as concentrações dos produtos e reagentes quando o sistema está em equilíbrio. Para isso, vamos precisar identificar quais substâncias vão entrar na expressão. Geralmente, a gente só coloca na expressão aquelas espécies que estão na fase gasosa ou em solução aquosa. Sólidos e líquidos puros não entram na conta porque suas concentrações não mudam durante a reação.

Passo 2

Olha a reação que a gente tem aqui:
3 , Fe(s) + 4 , H2O(g) <=ftharpoons Fe3O4(s) + 4 , H2(g)
Vamos identificar quais substâncias estão em fase gasosa ou aquosa. No caso:
  • H2O(g) está gasosa.
  • H2(g) também está gasosa.
  • Fe(s) e Fe3O4(s) são sólidos, então não entram na expressão do $ K $.

Passo 3

Agora, a expressão da constante de equilíbrio $ K $ é dada pela razão entre o produto das atividades dos produtos elevada aos seus coeficientes estequiométricos e o produto das atividades dos reagentes elevados aos seus coeficientes. Como estamos lidando com gases, podemos usarpressões parciais para representar as atividades.
Então, a expressão geral fica assim:
K

Passo 4

Aplicando isso à nossa reação, temos:
  • Produto: $ \mathrm{H}_2(g) $ com coeficiente 4.
  • Reagente: $ \mathrm{H}_2\mathrm{O}(g) $ com coeficiente 4.
Então, a expressão fica:
H2(g)

Resposta

A expressão da constante de equilíbrio para a reação é:
K = [H2]^4[H2O]^4

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