Equilíbrios heterogêneos: o que realmente acontece
Quando você vê uma reação com fases diferentes (sólido, líquido, gás), está lidando com equilíbrio heterogêneo. A fase sólida não aparece na expressão da constante de equilíbrio. Isso já deveria ser automático, mas em sala de aula as coisas ficam confusas rápido.
Indique quais são os equilíbrios heterogêneos representados a seguir
Como a pergunta não trouxe as reações específicas, vou listar os exemplos mais comuns que aparecem em exercícios e provas. Se você tiver uma lista particular, aplica a mesma lógica.
Exemplos clássicos de equilíbrios heterogêneos
1. Decomposição do carbonato de cálcio CaCO(s) CaO(s) + CO(g)
Kc = [CO]. Os sólidos não entram na expressão. Kp = PCO. 2. Equilíbrio da água com seu vapor
HO(l) HO(g) Kc = [HO(g)]. A concentração da fase líquida pura é constante e não aparece. O mesmo vale para Kp = PHO.
3. Solubilidade de um sal pouco solúvel AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq)
Kps = [Ag][Cl]. Novo exemplo onde o sólido some da expressão. 4. Reação de um metal com ácido (em equilíbrio, se for reversível)
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Zn(s) + 2H(aq) Zn²(aq) + H(g) Kc = [Zn²]·PH / [H]². Sólido omitido.
5. Equilíbrio com óxidos metálicos 2FeO(s) 4FeO(s) + O(g)
Kp = PO. Ambos os óxidos são sólidos, então só o gás aparece.
A regra prática
Só entram na constante: gases, espécies aquosas e soluções. Sólidos puros e líquidos puros são sempre omitidos. Não importa a quantidade que você coloque no recipiente, a atividade de um sólido puro é 1. Isso vale para Kc e Kp.
Erros que todo mundo comete
Incluir a concentração de um sólido na expressão. Já vi aluno colocar [CaCO] no denominador e ficar perdido porque o valor não batia. O erro é simples: sólido puro tem atividade unitária, ponto. Confundir Kc com Kp para reações que envolvem gases. Quando há n_gas 0, use Kp = Kc(RT)^(n). No exemplo do CaCO, n = 1, então Kp = Kc·RT.
Um caso específico que aprendi na prática
Em um laboratório, estávamos determinando Kps do CaSO a diferentes temperaturas. O problema é que o sulfato de cálcio forma um equilíbrio com o íon cálcio e o sulfato, mas também há um efeito de força iônica. A constante aparente mudava porque os íons interagiam entre si. A solução foi medir a condutividade e calcular a concentração real com a equação de Debye-Hückel, em vez de confiar cegamente na relação estequiométrica simples.
Dica técnica rápida
Se a reação tiver apenas um gás como produto ou reagente, Kp = Kc·RT. Se tiver mais de um gás, calcule n somando os coeficientes dos gases nos produtos menos os dos reagentes. O resto é álgebra.
