A reação abaixo envolve a formação do ácido hipocloroso (HClO) que ocorre quando o gás cloro se dissolve em água. Esta reação é chamada de desproporcionamento, uma vez que uma mesma substância é simultaneamente oxidada e reduzida no sistema. Neste caso o Cl2 é oxidado a ClO^- e é reduzido a Cl^circ. Com base nos seus conhecimentos acerca de equilíbrio químico, responda.
$$
\mathrm{Cl}{2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H}{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{HClO}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cl}{-}(\mathrm{aq})$$
a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio para a reação acima.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação química envolvendo cloro gasoso ( Cl2) que se dissolve em água formando ácido hipocloroso ( HClO), íons hidrônio ( H3O^+) e íons cloreto ( Cl^-). O que a pergunta quer é que a gente escreva a expressão da constante de equilíbrio para essa reação. Então, vamos usar o conceito de equilíbrio químico para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a constante de equilíbrio ( K). Em uma reação química, quando atinge o equilíbrio, a constante de equilíbrio relaciona as concentrações dos produtos e reagentes. A expressão geral para K é:
K = ProdutosRea>=ntes
Mas precisamos levar em conta os coeficientes estequiométricos da reação.

Passo 3

Vamos analisar a reação dada:
Cl2(g) + 2 H2O(l) <=ftharpoons H3O^+(aq) + HClO(aq) + Cl^-(aq)
Aqui, Cl2 e $ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} $ são os reagentes, enquanto H2O , H3O^+ e HClO são os produtos.

Passo 4

Agora, para escrever a expressão de K, usamos as concentrações dos produtos elevadas aos seus coeficientes e dividimos pelas concentrações dos reagentes elevadas aos seus coeficientes. Porém, sabemos que a água ( H2O) é um solvente e, em soluções aquosas, geralmente consideramos sua atividade como constante e, portanto, não a incluímos na expressão de K.

Passo 5

Então, removendo a água da expressão e considerando os coeficientes estequiométricos, a expressão de K fica:
K = [H3O^+] [HClO] [Cl^-][Cl2]
Aqui, [,] representa a concentração das espécies químicas em solução.

Resposta

A expressão da constante de equilíbrio para a reação é:
K = [H3O^+] , [HClO] , [Cl^-][Cl2]

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