Como o aumento da pressão afeta o equilíbrio de reações gasosas?

Passo 1

O enunciado pergunta como a elevação da pressão afeta o equilíbrio de uma reação homogênea gasosa. Esse é um caso clássico do Princípio de Le Chatelier: quando alteramos a pressão (via volume), o sistema desloca o equilíbrio para minimizar a perturbação. Vamos precisar escrever a reação genérica, definir o quociente de reação em termos de pressões parciais e usar como o volume influencia esse quociente.

Passo 2

Considere a reação geral
aA(g) + bB(g) \;\rightleftharpoons\; cC(g) + dD(g)
O número total de mols gasosos dos reagentes é \nu_{\rm reag} = a + b e dos produtos é \nu_{\rm prod} = c + d.

Passo 3

Em equilíbrio, definimos a constante em pressão
K_p = \frac{p_C^c\,p_D^d}{p_A^a\,p_B^b}
e o quociente de reação no instante qualquer
Q_p = \frac{p_C^c\,p_D^d}{p_A^a\,p_B^b}\,.

Passo 4

Quando aumentamos a pressão total diminuindo o volume por um fator f>1, todas as pressões parciais p_i sobem pelo mesmo fator f. Logo, o novo quociente passa a ser
Q'_p = \frac{(f\,p_C)^c\,(f\,p_D)^d}{(f\,p_A)^a\,(f\,p_B)^b} = f^{\,c+d - (a+b)}\,Q_p = f^{\Delta\nu}\,Q_p,
onde \Delta\nu = (c+d)-(a+b).

Passo 5

  • Se \Delta\nu<0, então f^{\Delta\nu}<1 e Q'_p<Q_p. Para restabelecer Q_p=K_p, a reação avança no sentido direto (formação de mais produtos), que é o lado de menor número de mols gasosos.
  • Se \Delta\nu>0, então f^{\Delta\nu}>1 e Q'_p>Q_p. O equilíbrio se desloca no sentido inverso (formação de reagentes), que tem menos mols gasosos.
  • Se \Delta\nu=0, temos f^{\Delta\nu}=1 e Q'_p=Q_p, ou seja, não há deslocamento do equilíbrio.

Resposta

O aumento de pressão desloca o equilíbrio para o lado que possui menor número de mols gasosos ( \Delta\nu<0), a fim de reduzir o efeito da pressão adicional. Se os dois lados tiverem igual número de mols ( \Delta\nu=0), não há deslocamento.

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