Reações reversíveis ocorrem em ambas as direções, mas cada reação reversível se estabelece em uma posição de "equilíbrio". Se você quiser caracterizar o equilíbrio de tal reação, a constante de equilíbrio descreve o equilíbrio entre os produtos e reagentes. Calcular a constante de equilíbrio requer conhecimento das concentrações dos produtos e dos reagentes na reação quando ela está em equilíbrio. O valor da constante também depende da temperatura e se a reação é exotérmica ou endotérmica.

TL; DR (muito longo; não leu)

Para a reação genérica:

aA (g) + bB (g) ⇌gG (g) + hH (g)

Aqui, as letras minúsculas são o número de mols de cada, as letras maiúsculas significam os componentes químicos da reação, e as letras entre parênteses representam o estado da matéria. Você encontra a constante de equilíbrio de concentração com a expressão:

K _{c = [G] ^{g [H] h ÷ [A] a [B] b}}

Para reações exotérmicas, o aumento da temperatura reduz o valor da constante e, para reações endotérmicas, o aumento da temperatura aumenta o valor da constante.

Calculando a Equilíbrio Constante

A fórmula para a constante de equilíbrio faz referência a uma reação genérica “homogênea” (onde os estados da matéria para os produtos e reagentes são os mesmos), que é:

aA (g) + bB ( g) gG (g) + hH (g)

Onde as letras minúsculas representam o número de moles de cada componente na reação, e as letras maiúsculas substituem as substâncias químicas envolvidas na reação e a letra (g) entre parênteses representa o estado da matéria (gás, neste caso).

A seguinte expressão define a constante de equilíbrio de concentração (K _c):

K _{c = [G] ^{g [H] h ÷ ,null,null,3],A] a [B] b}}

Aqui, os colchetes são para as concentrações (em moles por litro) para cada um dos componentes da reação, em equilíbrio. Note que os mols de cada componente na reação original são agora expoentes na expressão. Se a reação favorece os produtos, então o resultado será maior que 1. Se favorece os reagentes, será menor que 1.

Para reações não homogêneas, os cálculos são os mesmos, exceto sólidos, líquidos puros. e os solventes são todos simplesmente contados como 1 nos cálculos.

A constante de equilíbrio de pressão (K _{p) é realmente similar, mas é usada para reações envolvendo gases. Em vez das concentrações, ele usa pressões parciais de cada componente:}

K _p

p _{g ^{gp H h}}

sub > ap _{B ^b}

Aqui, (p _{G) é a pressão do componente (G) e assim por diante, e as letras minúsculas representam o número de moles na equação para a reação.}

Você realiza esses cálculos de maneira bastante semelhante, mas depende de quanto você sabe sobre as quantidades ou pressões dos produtos e reagentes em equilíbrio. Você pode determinar a constante usando quantidades iniciais conhecidas e uma quantidade de equilíbrio com um pouco de álgebra, mas geralmente é mais direta com concentrações ou pressões de equilíbrio conhecidas.

Como a temperatura afeta a constante de equilíbrio

Mudando a pressão ou as concentrações das coisas presentes na mistura não alteram a constante de equilíbrio, embora ambas possam afetar a posição de equilíbrio. Essas alterações tendem a desfazer o efeito da alteração que você fez.

A temperatura, por outro lado, altera a constante de equilíbrio. Para uma reação exotérmica (aquelas que liberam calor), o aumento da temperatura reduz o valor da constante de equilíbrio. Para reações endotérmicas, que absorvem calor, o aumento da temperatura aumenta o valor da constante de equilíbrio. A relação específica é descrita na equação de van't Hoff:
(K _{2 ÷ K 1) = (−∆H ^{0 R) × ( 1 /T 2 - 1 /T 1)}}

Onde (∆H ^{0) é a mudança na entalpia da reação, (R) é o gás universal constante, (T _{1) e (T 2) são as temperaturas inicial e final, e (K 1) e (K 2) são os valores inicial e final da constante.}}