Qual das opções abaixo é a expressão correta para a constante de equilíbrio da reação:
N2 O4(g) <=ftharpoons 2 NO2(g)
A) [NO2][N2 O4]
B) [NO2]^2[N2 O4]
C) [NO2][N2 O4]^2
D) [NO2][N2 O4]
E) [NO2]^2[N2 O4]

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química onde o dióxido de nitrogênio (NO₂) e o dióxido de dinitrogênio (N₂O₄) estão em equilíbrio. O lance é descobrir qual das opções apresentadas mostra corretamente a constante de equilíbrio (Kc) dessa reação. Pra isso, vamos precisar entender como montar a expressão do Kc usando as concentrações dos reagentes e produtos.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar como montar a expressão da constante de equilíbrio. Para qualquer reação do tipo:
aA + bB <=ftharpoons cC + dD
A constante de equilíbrio $ K_c $ é dada por:
Kc
Onde:
  • $ [C] $ e $ [D] $ são as concentrações dos produtos.
  • $ [A] $ e $ [B] $ são as concentrações dos reagentes.
  • $ a, b, c, d $ são os coeficientes estequiométricos na reação.

Passo 3

Agora, vamos aplicar isso à nossa reação específica:
N2 O4(g) <=ftharpoons 2 NO2(g)
Aqui:
  • Reagente: $ \mathrm{N}{2} \mathrm{O}{4} $ com coeficiente 1.
  • Produtos: $ \mathrm{NO}_{2} $ com coeficiente 2.

Passo 4

Usando a fórmula geral do $ K_c $, substituímos pelos valores da nossa reação:
Kc
Isso porque o coeficiente de $ \mathrm{NO}{2} $ é 2, então elevamos a concentração de $ \mathrm{NO}{2} $ ao quadrado. Já $ \mathrm{N}{2} \mathrm{O}{4} $ tem coeficiente 1, então fica apenas na base.

Passo 5

Agora, vamos conferir qual das opções dadas corresponde a essa expressão:
  • Opção B: $ \frac{[\mathrm{NO}{2}]^{2}}{[\mathrm{N}{2} \mathrm{O}_{4}]} $
Essa é exatamente a expressão que montamos para o $ K_c $. As outras opções têm expoentes ou arranjos diferentes que não correspondem à nossa fórmula correta.

Resposta

A opção correta é a B) $ \frac{[\mathrm{NO}{2}]^{2}}{[\mathrm{N}{2} \mathrm{O}_{4}]} $.

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