A constante de equilíbrio (k) de uma reação é determinada pela razão de produtos para os reagentes em equilíbrio. Ele nos diz até que ponto uma reação prosseguirá até a conclusão. Veja como está determinado:

1. Entendendo o equilíbrio:

* Equilíbrio é um estado em que as taxas das reações avançadas e reversas são iguais e a alteração líquida nas concentrações de reagentes e produtos é zero.
* Em equilíbrio, o sistema está em um estado de equilíbrio dinâmico, com reações avançadas e reversas continuando, mas a taxas iguais.

2. A constante de equilíbrio (k):

* Para uma reação reversível geral: AA + BB ⇌ CC + DD
* A constante de equilíbrio (k) é definida como:
K =([c]^c * [d]^d) / ([a]^a * [b]^b)
* Onde:
* [A], [b], [c] e [d] são as concentrações de equilíbrio dos reagentes e produtos.
* A, B, C e D são os coeficientes estequiométricos da equação química equilibrada.

3. Determinando K:

* experimentalmente:
* Meça as concentrações de equilíbrio de todos os reagentes e produtos. Isso pode ser feito usando várias técnicas analíticas, como espectrofotometria, titulação ou cromatografia.
* Substitua as concentrações medidas na expressão constante de equilíbrio.
* de dados termodinâmicos:
* Usando a mudança de energia livre de Gibbs (ΔG °) da reação:
* Δg ° =-rtlnk
* Onde:
* R é a constante de gás ideal
* T é a temperatura em Kelvin
* Calcule k usando a equação acima.

4. Interpretação de k:

* k> 1: Os produtos são favorecidos em equilíbrio, e a reação prosseguirá em grande parte à conclusão.
* k <1: Os reagentes são favorecidos em equilíbrio e a reação não prosseguirá muito com a conclusão.
* k =1: A reação está em equilíbrio com quantidades iguais de reagentes e produtos.

Pontos importantes:

* Dependência de temperatura: A constante de equilíbrio depende da temperatura. Uma mudança de temperatura mudará a posição de equilíbrio e mudará o valor de K.
* unidades : A constante de equilíbrio é uma quantidade adimensional, o que significa que não possui nenhuma unidade.
* Equilíbrios heterogêneos: Para reações que envolvem sólidos e/ou líquidos, a expressão constante de equilíbrio não inclui as concentrações de sólidos ou líquidos puros, pois suas concentrações permanecem relativamente constantes.

Ao entender o conceito de equilíbrio e a constante de equilíbrio, podemos prever a direção e a extensão de uma reação, que é crucial em vários campos como química, bioquímica e engenharia química.