A
, a constante de equilíbrio para a reação é de
. Desta forma, responda:
A reação mostrada acima possui
. Em que direção o equilibrio se descolará se: I)
for adicionado, II)
for removido; III) a pressão for aumentada; IV) o volume aumentado; V) a temperatura for diminuída.
Passo 1
Vamos analisar o problema que você trouxe. Temos a reação de equilíbrio:
A constante de equilíbrio
é 47,9 a 25°C, e a variação de entalpia
é 58,0 kJ. Precisamos descobrir para qual lado o equilíbrio se desloca quando:
I)
é adicionado,
II)
é removido,
III) a pressão é aumentada,
IV) o volume é aumentado,
V) a temperatura é diminuída.
Para resolver isso, vamos usar o Princípio de Le Chatelier, que nos ajuda a entender como um sistema em equilíbrio reage a mudanças nas condições externas.
Passo 2
I) Quando
é adicionado:
Segundo o Princípio de Le Chatelier, se adicionarmos mais reagente ao sistema, o equilíbrio vai se deslocar para consumir o excesso, ou seja, para formar mais produtos.
Aplicando isso:
-
Adiciona-se
. -
O sistema reage consumindo o excesso de
para produzir mais .
Portanto, o equilíbrio se desloca para a direita.
Passo 3
II) Quando
é removido:
Novamente, pelo Princípio de Le Chatelier, se removemos um produto, o sistema vai tentar produzir mais desse produto para compensar a remoção.
Aplicando isso:
-
Remove-se
. -
O equilíbrio se desloca para a direita para produzir mais
.
Logo, o equilíbrio se desloca para a direita.
Passo 4
III) Quando a pressão é aumentada:
Para gases, aumentar a pressão favorece a direção que produz menos mols de gás.
Vamos contar os mols de gás de cada lado da reação:
-
À esquerda:
de . -
À direita:
de .
Como há mais mols de gás à direita, aumentar a pressão favorece o lado com menos mols, ou seja, o lado esquerdo.
Portanto, o equilíbrio se desloca para a esquerda.
Passo 5
IV) Quando o volume é aumentado:
Aumentar o volume de um sistema gaseoso reduz a pressão. Segundo Le Chatelier, o sistema vai reagir aumentando a pressão novamente, favorecendo o lado com menos mols de gás.
Como vimos:
-
Lado esquerdo: 1 mol,
-
Lado direito: 2 mols.
Menos mols estão à esquerda, então o equilíbrio se desloca para a esquerda.
Assim, o equilíbrio se desloca para a esquerda.
Passo 6
V) Quando a temperatura é diminuída:
A variação de entalpia
é positiva (
), indicando que a reação é endotérmica no sentido direto. Reduzir a temperatura favorece reações exotérmicas.
Portanto, diminuindo a temperatura, o sistema favorece a formação dos reagentes para liberar calor.
Dessa forma, o equilíbrio se desloca para a esquerda.
Resposta
I) Para a direita; II) Para a direita; III) Para a esquerda; IV) Para a esquerda; V) Para a esquerda.