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14.5: Quociente da Reação
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CONTEÚDO

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Chemistry

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Reaction Quotient
 
TRANSCRIÇÃO

14.5: Quociente da Reação

O estado de uma reação reversível é convenientemente avaliado através do seu quociente de reação (Q). Para uma reação reversível descrita por m A + n B ⇌ x C + y D, o quociente de reação é derivado diretamente da estequiometria da equação equilibrada como

Eq1

onde o subscrito c denota o uso de concentrações molares na expressão. Se os reagentes e os produtos forem gasosos, um quociente de reação pode ser derivado de forma semelhante utilizando pressões parciais:

Eq2

Observe que as equações de quociente de reação acima são uma simplificação de expressões mais rigorosas que usam valores relativos para concentrações e pressões em vez de valores absolutos. Estes valores relativos de concentração e pressão são não dimensionáveis (não têm unidades); consequentemente, também os quocientes de reação.

O valor numérico de Q varia à medida que uma reação prossegue em direção ao equilíbrio; portanto, pode servir como um indicador útil do estado da reação. Para ilustrar este ponto, considere a oxidação do dióxido de enxofre:

Eq3

Dois cenários experimentais diferentes são possíveis aqui, um em que essa reação é iniciada apenas com uma mistura de reagentes, SO2 e O2, e outro que começa apenas com produto, SO3. Para a reação que começa apenas com uma mistura de reagentes, Q é inicialmente igual a zero:

Eq4

À medida que a reação prossegue para o equilíbrio na direção direta, as concentrações de reagentes diminuem (tal como o denominador de Qc), a concentração do produto aumenta (tal como o numerador de Qc), e o quociente de reação consequentemente aumenta. Quando se atinge o equilíbrio, as concentrações de reagentes e produto permanecem constantes, assim como o valor de Qc.

Se a reação começar apenas com o produto presente, o valor de Qc é inicialmente indefinido (incomensuravelmente grande, ou infinito):

Eq5

Neste caso, a reação prossegue para o equilíbrio na direção inversa. A concentração do produto e o numerador de Qc diminuem com o tempo, as concentrações de reagentes e o denominador de Qc aumentam, e o quociente de reação consequentemente diminui, até que se torna constante em equilíbrio. O valor constante de Q exibido por um sistema em equilíbrio é chamado de constante de equilíbrio, K:

Eq6

Avaliação de um Quociente de Reação

O dióxido de nitrogénio gasoso forma tetróxido de dinitrogénio de acordo com esta equação:

Eq7

Quando se adiciona 0,10 mol de NO2 a um frasco de 1,0 L a 25 °C, a concentração muda de modo a que, em equilíbrio, [NO2] = 0,016 M e [N2O4] = 0,042 M. Antes da formação de qualquer produto, [NO2] = 0,10 M e [N2O4] = 0 M. Assim,

Eq8

Em equilíbrio,

Eq9

Este texto foi adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 13.2 Equilibrium Constants.


Sugestão de Leitura

Tags

Reaction Quotient Equilibrium Constant Expression Molar Concentrations Stoichiometric Coefficients Equilibrium Constant Kc Qc Qp Gaseous Reactions Partial Pressures Direction Of Reaction System At Equilibrium Reactants Products

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