18 (UFPR) Um estudante de química preparou, em um tubo de ensaio, uma solução aquosa contendo
, que é um íon complexo de cobalto. Esse íon, na presença de água, forma um equilíbrio descrito pela equação química a seguir.
Ao realizar diversos experimentos, o estudante observou que:
- quando a temperatura é
, a solução tem cor azul.
- a cor azul se intensifica após o aquecimento até aproximadamente
.
- a solução se tornou rosa quando o tubo de ensaio foi colocado num banho de gelo.
- quando a temperatura é mantida em
, a coloração azul se intensifica após a adição de
na solução.
A respeito do equilíbrio representado e das observações do estudante, analise os itens a seguir.
- A reação é endotérmica no sentido direto.
- A constante de equilíbrio aumenta quando o sistema é resfriado.
- A constante de equilíbrio diminui quando
é adicionado.
- A adição de
aumenta a concentração de íons
em solução, deslocando o equilibrio no sentido da reação inversa.
- A adição de um catalisador a
acelera a reação, deslocando o equilíbrio no sentido da reação direta, intensificando a cor rosa.
Dê como resposta a soma dos números associados às proposições verdadeiras.
A respeito do equilíbrio representado e das observações do estudante, analise os itens a seguir.
Dê como resposta a soma dos números associados às proposições verdadeiras.
Passo 1
O enunciado apresenta o equilíbrio químico entre o íon complexo azul
e o complexo rosa
:
As observações são:
- Ao aquecer, a cor azul (reagente) se intensifica.
- Ao resfriar, a cor rosa (produto) se intensifica.
- Adição de
intensifica o azul. - Perguntas envolvem saber se a reação direta é endotérmica, como
varia com , efeito de íon comum e de catalisador. Vamos usar o princípio de Le Chatelier, a relação de van ’t Hoff para e o efeito de íon comum.
Passo 2
Quando aquecemos e o sistema desloca-se para a esquerda (formando mais azul), esse lado absorve calor. Pelo princípio de Le Chatelier, o aumento de
favorece a direção endotérmica. Como a mudança vai para a esquerda, a reação inversa é endotérmica e, portanto, a reação direta é exotérmica. Logo, a afirmação “A reação é endotérmica no sentido direto” é falsa.
Passo 3
Para uma reação exotérmica no sentido direto, a constante de equilíbrio
satisfaz a relação qualitativa de van ’t Hoff: se
diminui,
aumenta. Assim, ao resfriar o sistema,
da reação direta aumenta. Portanto, a proposição 02 é verdadeira.
Passo 4
A adição de
fornece íons
a mais. Pelo efeito do íon comum, o equilíbrio se desloca para o lado que consome
, ou seja, para a esquerda, intensificando a cor azul. Essa mudança de concentração não altera
, apenas o quociente de reação
. Logo:
- “A constante de equilíbrio diminui quando
é adicionado” é falsa. - “A adição de
aumenta a concentração de íons , deslocando o equilíbrio no sentido inverso” é verdadeira (proposição 08).
Passo 5
Um catalisador acelera tanto a reação direta quanto a inversa na mesma proporção, sem alterar a posição de equilíbrio nem as concentrações finais dos reagentes e produtos. Logo, a proposição 16 é falsa.
Resposta
10