Em uma reação química onde a constante de equilíbrio (Keq) possui um valor de 250, o que ocorrerá com o sentido da reação, ocorrerá no sentido da formação dos substratos ou dos produtos? O
dessa reação é positivo ou negativo?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a pergunta está pedindo. Temos uma reação química onde a constante de equilíbrio, representada por $ K_{eq}
\Delta G $) dessa reação é positiva ou negativa. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é a constante de equilíbrio e como ela se relaciona com a direção da reação e com $ \Delta G $.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a constante de equilíbrio ($ K_{eq} $). Ela nos diz a proporção entre as concentrações dos produtos e dos reagentes quando a reação atinge o equilíbrio. A fórmula geral é:
Um valor de $ K_{eq} = 250 $ significa que, no equilíbrio, a concentração dos produtos é 250 vezes maior que a dos reagentes. Isso já nos dá uma pista de que a reação favorece bastante a formação de produtos.
Passo 3
Agora, vamos conectar isso com a direção da reação. Quando $ K_{eq} $ é muito maior que 1, como é o caso aqui (250 >> 1), isso indica que, no estado de equilíbrio, há muito mais produtos do que reagentes. Portanto, a reação tende a seguir para a direita, ou seja, favorece a formação dos produtos.
Passo 4
Vamos agora falar sobre a variação da energia livre de Gibbs ($ \Delta G $). A relação entre $ \Delta G $ e $ K_{eq} $ é dada pela equação:
Onde:
- $ R $ é a constante dos gases (8,314 J/mol·K)
- $ T $ é a temperatura em Kelvin
- $ \ln $ é o logaritmo natural
Como $ K_{eq} $ é 250, que é maior que 1, o logaritmo natural de 250 será positivo. Mas tem um sinal negativo na frente, então $ \Delta G $ será negativo.
Passo 5
Um $ \Delta G $ negativo significa que a reação é espontânea na direção que está ocorrendo, ou seja, a formação dos produtos é favorável energeticamente.
Resposta
A reação tende a formar os produtos e a variação da energia livre de Gibbs ($ \Delta G $) é negativa.