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Calculadora da Constante de Equilíbrio

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Quando a constante de equilíbrio é usada?Equação da constante de equilíbrioVamos calcular o valor da constante de equilíbrio para uma reaçãoComo calcular a constante de equilíbrio?FAQs

A calculadora da constante de equilíbrio da Omni ajudará você a entender as reações químicas reversíveis, que são reações nas quais as reações de avanço e retrocesso ocorrem simultaneamente.

Após um determinado período de tempo, forma-se um equilíbrio, o que significa que a taxa de transformação de reagentes em produtos é a mesma que a taxa de transformação de produtos em reagentes. Nesse ponto, a reação é considerada estável. Para determinar o estado desse equilíbrio, o quociente de reação deve permanecer constante. Com essa ferramenta, você pode calcular o valor de uma constante de equilíbrio para uma reação com muita facilidade!

Abaixo, você encontra a reação reversível e as equações da constante de equilíbrio:

a[A] + b[B] ⇌ c[C] + d[D]

K = ([C]c ⋅ [D]d)/([B]b ⋅ [A]a)

em que [A] e [B] são as concentrações molares dos reagentes, e [C] e [D] são as concentrações molares dos produtos. Para entender melhor esses conceitos, dê uma olhada na calculadora de molaridade da Omni.

O cálculo do valor da constante de equilíbrio para uma reação é útil para determinar a quantidade de cada substância formada no equilíbrio como uma proporção entre elas. A constante não depende das concentrações iniciais dos reagentes e produtos, pois a mesma proporção sempre será alcançada após um determinado período de tempo. Entretanto, a constante pode ser influenciada por:

  • Temperatura;
  • Solvente; e
  • Força iônica.

Se a reação ainda estiver em andamento, com oscilações entre reagentes e produtos, você deverá usar a calculadora do quociente de reação 🇺🇸. No entanto, mesmo que ela se aplique em um contexto diferente, ela é definida da mesma forma que a constante de equilíbrio!

Quando a constante de equilíbrio é usada?

As constantes de equilíbrio são úteis se você quiser entender os processos bioquímicos, como o transporte de oxigênio pela hemoglobina ou a homeostase ácido-base em humanos. As alterações na homeostase ácido-base se refletem principalmente em alterações no pH do sangue arterial e venoso. Os médicos também verificarão a constante de equilíbrio da transferrina no sangue, pois a saturação da transferrina é um sintoma de anemia por deficiência de ferro.

Essa equação ajuda a explicar o que será favorecido pelo equilíbrio: os reagentes ou os produtos. Isso pode fornecer informações importantes sobre a natureza da reação e seu mecanismo. Você encontrará mais informações sobre esse tópico abaixo.

Equação da constante de equilíbrio

A constante de equilíbrio de uma reação está relacionada a todas as soluções presentes na reação. No entanto, nesta calculadora, presumimos que há um máximo de dois reagentes principais e dois produtos principais. Para a reação hipotética:

a[A] + b[B] ⇌ c[C] + d[D]

a equação da constante de equilíbrio tem a seguinte fórmula:

K = ([C]c ⋅ [D]d)/([B]b ⋅ [A]a)

A constante K reflete duas medidas de quantidade:

  • Kc representa a concentração, molaridade, expressa em mols por litro (M=mol/L).
  • Kp é uma função da pressão parcial de reagentes e produtos, geralmente em atmosferas, útil para cálculos na fase gasosa.

Se K > 1, então o equilíbrio favorece os produtos.

Se K < 1, o equilíbrio favorece os reagentes.

Se K = 1, a mistura contém quantidades semelhantes de produtos e reagentes no equilíbrio.

Se você não tiver certeza de como mudar de mols para outras unidades e vice-versa, dê uma olhada em nossa calculadora de mols.

Vamos calcular o valor da constante de equilíbrio para uma reação

Para que você tenha uma ideia melhor de como essa equação funciona na prática, criamos este exemplo.

Você tem uma mistura de dióxido de enxofre gasoso e oxigênio, a partir da qual você pode reagir para formar trióxido de enxofre. Essa é uma das etapas da síntese do ácido sulfúrico:

2 SO₂ + O₂ ⇌ 2 SO₃

Portanto, a equação da constante de equilíbrio para essa reação é:

K = [SO₃]²/([SO₂]² × [O₂])

A mistura da reação é deixada em repouso por algum tempo até que um equilíbrio seja estabelecido. Os reagentes e produtos têm as seguintes concentrações:

  • SO₂: 0,03 mol/L
  • O₂: 0,035 mol/L
  • SO₃: 0,5 mol/L

Quando você coloca esses números na equação, descobre que K é:

K = 0,5²/(0,03² ⋅ 0,035)

K = 7,937 ⋅ 10³

Como K > 1, o equilíbrio favorece os produtos.

Em nosso exemplo, foram fornecidas as concentrações de reagentes e produtos no equilíbrio. Em seguida, usamos essas informações para calcular a constante de equilíbrio. Mas e se você soubesse a constante de equilíbrio e a incógnita fosse a concentração inicial ou o coeficiente de um componente? Bem, não se preocupe! Nossa calculadora funciona de forma inversa. Portanto, ela resolve os dois tipos de problemas. Basta inserir todos os dados que você tem, e os resultados serão calculados para você em um instante.

Como calcular a constante de equilíbrio?

Este parágrafo se concentra principalmente em como a constante de equilíbrio é determinada analiticamente. Para calcular o valor da constante de equilíbrio de uma reação, você precisa medir (talvez com nossa calculadora de titulação) as concentrações dos reagentes e/ou produtos. Existem métodos experimentais e computacionais para a avaliação da constante. Entre os métodos experimentais, você pode encontrar:

  • Potenciometria
  • Espectrofotometria
  • Deslocamento químico de RMN
  • Calorimetria

O procedimento de cálculo consiste de quatro etapas:

  • Modelo químico
  • Cálculos de especiação
  • Refinamento
  • Seleção de modelos

Embora você já saiba como calcular a constante de equilíbrio, economize tempo e use a nossa calculadora!

FAQs

O que é uma constante de equilíbrio?

A constante de equilíbrio, K, determina a razão de produtos e reagentes de uma reação em equilíbrio.

Por exemplo, em uma reação a[A] + b[B] ⇌ c[C] + d[D], você deve permitir que a reação atinja o equilíbrio e, em seguida, calcular a proporção entre as concentrações dos produtos e as concentrações dos reagentes:

K = ([C]c ⋅ [D]d)/([B]b ⋅ [A]a).

Como escrever uma expressão de constante de equilíbrio?

Para escrever uma expressão de constante de equilíbrio, siga estas etapas:

  1. Calcule o produto das concentrações de equilíbrio dos produtos químicos (elevado a seus coeficientes na equação química balanceada).

  2. Calcule o produto das concentrações de equilíbrio dos reagentes químicos (elevado a seus coeficientes na equação química balanceada).

  3. Encontre a proporção dos dois produtos.

Por exemplo, a constante de equilíbrio para a reação Cl₂ + 2NO₂ ⇌ 2NO₂Cl será [NO₂Cl]²/([Cl₂] ⋅ [NO₂]²).

Como encontrar a constante de equilíbrio?

Digamos que você tenha uma reação de síntese de amônia: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃, onde as concentrações são: N₂ = 0,04 mol/L, H₂ = 0,125 mol/L e NH₃ = 0,003 mol/L.

Para encontrar sua constante de equilíbrio:

  1. Escreva a equação da constante de equilíbrio:

    K = ([NH₃]2)/([H₂]3 ⋅ [N₂]1)

  2. Digite a concentração:

    K = ([0,003 mol/L]2)/([0,125 mol/L]3 ⋅ [0,04 mol/L]1) = 0,1152 = 1,152 ⋅ 10-¹.

O que altera a constante de equilíbrio?

A constante de equilíbrio é alterada pela temperatura, pela direção da equação de escrita, pela estoquiometria da equação química e pelas unidades de concentração. Por outro lado, a constante de equilíbrio não depende de mudanças na concentração ou pressão ou da presença de um catalisador.

Qual será a concentração do reagente se a constante de equilíbrio for 0,03?

1,33 mol/L, supondo que você tenha uma reação de [A] + [B] ⇌ [C] + [D], e a concentração de A é 0,5 mol/L, a de C é 0,2 mol/L e a de D é 0,1 mol/L. Para encontrá-la:

  1. Escreva a equação da constante de equilíbrio:

    K = ([C] ⋅ [D])/([B] ⋅ [A])

  2. Resolva para [B]:

    [B] = ([C] ⋅ [D])/(K ⋅ [A])

  3. Insira os dados:

    [B] = (0,2 ⋅ 0,1)/(0,03 ⋅ 0,5) = 1,33 mol/L

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