Constantes de Equilíbrio Kc e Kp

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Selo impresso na Noruega mostra Cato Guldberg e Peter Waage por Stinius Fredriksen.*
Selo impresso na Noruega mostra Cato Guldberg e Peter Waage por Stinius Fredriksen.*

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por Jennifer

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Os cientistas ilustrados acima são Cato Guldberg (1836-1902) e Peter Waage (1833-1900), que foram os criadores da Lei de ação das massas que permitiu formular a expressão da constante de equilíbrio. Para entender como se chegou a ela, vamos considerar a reação genérica abaixo, em que as letras minúsculas referem-se aos coeficientes da equação química em equilíbrio, e as letras maiúsculas referem-se às substâncias que participam da reação:

a A + b B ↔ c C + d D

Quando uma reação reversível atinge o equilíbrio significa que a taxa de desenvolvimento ou a velocidade da reação direta é igual à taxa de desenvolvimento ou à velocidade da reação inversa:

VDIRETA = VINVERSA

Essas velocidades podem ser dadas por:

VDIRETA = KDIRETA . [A]a . [B]b

VINVERSA = KINVERSA . [C]c . [D]d

Assim, temos:

Observe que, desse modo, obtivemos a divisão entre duas constantes (KDIRETA/KINVERSA). Por definição, a divisão de duas constantes sempre é igual à outra constante. Essa constante nova é chamada por constante de equilíbrio e é simbolizada por “Ke”:

Visto que a constante de equilíbrio é dada em termos de concentração em quantidade de matéria (mol/L), ela é mais simbolizada por Kc:

Assim, quando for escrever a expressão da constante de equilíbrio Kc de alguma reação, deve-se dividir a concentração dos produtos no equilíbrio elevada ao seu coeficiente na equação pela concentração dos reagentes no equilíbrio também elevada ao seu coeficiente na equação:

Kc = [produtos]coeficiente na equação química balanceada
          
[reagentes]coeficiente na equação química balanceada

Mas é importante lembrar que somente fazem parte da expressão da constante de equilíbrio as concentrações das substâncias que podem sofrer variação, tais como soluções aquosas e gases. Visto que os sólidos não sofrem essa variação, eles não são colocados na expressão de Kc.

A concentração em mol/L pode ser dada por:

C = densidade/Massa molar

Visto que a concentração em mol/L é diretamente proporcional à densidade, e sabendo que os sólidos possuem densidade constante a uma dada temperatura, a concentração deles também é constante.

Veja agora alguns exemplos de expressões de Kc para algumas reações em equilíbrio e veja como os sólidos não participam:

 

Se a equação possui pelo menos uma substância gasosa, ela pode ser expressa também em termos de pressão parcial dos gases, sendo simbolizada por Kp. A expressão de Kp é análoga à expressão de Kc, mas é necessário introduzir a pressão parcial de cada substância, simbolizada pelo “p” abaixo:

Agora veja a expressão de Kp para algumas reações em equilíbrio e observe que os sólidos e os líquidos não aparecem, pois a pressão parcial de ambos é desprezível.

Tanto Kc quanto Kp são adimensionais, isto é, não são expressos usando unidades ligadas a alguma grandeza, mas são expressos somente pelos números puros. Além disso, ambos só variam com a variação da temperatura, sendo característicos para cada reação.

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* Imagem com direitos autorais: Boris15/Shutterstock.com.


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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