Por Lee Johnson, atualizado em 30 de agosto de 2022

Qual é o quociente de reação?

O quociente de reação, simbolizado como Q , é uma medida quantitativa das concentrações relativas de reagentes e produtos em uma reação reversível em qualquer instante. É calculado usando a mesma estrutura estequiométrica da constante de equilíbrio, mas diferentemente de K , aplica-se a sistemas que ainda não estão em equilíbrio.

Como Q difere da constante de equilíbrio (K)

Ambas Q e K compartilham uma forma matemática comum:

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No entanto, K só é válido quando as taxas de reação direta e reversa são iguais - ou seja, o sistema está em equilíbrio. Quando uma reação atinge o equilíbrio, Q é automaticamente igual a K , mas antes desse ponto, Q pode ser qualquer valor, guiando-nos na direção em que a reação se moverá.

Calculando Q:A Fórmula

Para uma reação geral:

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O quociente de reação é calculado como:

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Pontos-chave a serem lembrados:

• Os colchetes indicam as atividades de cada espécie.
• Para sólidos ou líquidos puros, a atividade é 1, portanto eles podem ser omitidos da expressão.
• Use frações molares para solventes, pressões parciais (ou molaridade) para gases e molaridade para solutos.

Exemplo de cálculo

Considere a reação em fase gasosa:

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Dado:

• [CO] =1 milhão
• [H₂O] =1M
• [CO₂] =2M
• [H₂] =2M
• K =1

Como todos os coeficientes estequiométricos são 1, a equação é simplificada para:

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Substituindo os valores:

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Como Q (4)> K (1), o sistema tem mais produtos do que existiriam no equilíbrio, indicando uma mudança em direção aos reagentes.

Interpretação Q

• Q> K :Excesso de produtos – a reação prosseguirá na direção inversa para consumir produtos e formar reagentes.
• Q =K :O equilíbrio é alcançado – nenhuma mudança líquida ocorre a menos que uma perturbação externa (temperatura, pressão, concentração) seja aplicada.
• Q :Excesso de reagentes – a reação avançará para produzir mais produtos.

Monitorando Q em relação a K , os químicos podem prever como um sistema responderá às mudanças, permitindo controle preciso em síntese industrial, ensaios analíticos e investigações.