- (AUTOTESTE 9.14A - pg496). Considere o equilíbrio
Preveja o efeito sobre cada concentração no equilíbrio de adição de
.
Passo 1
O enunciado nos dá o equilíbrio
e pede: ao adicionar
, qual será o efeito sobre cada concentração no equilíbrio?
Informações relevantes fornecidas:
Informações relevantes fornecidas:
- As espécies envolvidas são
, , e . - Foi feita uma perturbação: adição de
. - A temperatura é considerada constante (situação típica de perguntas de Le Chatelier).
Passo 2
Conceitos que vamos usar (explicados com calma):
- Equilíbrio químico: num sistema em equilíbrio as velocidades direta e inversa são iguais e as concentrações permanecem constantes no tempo.
- Constante de equilíbrio
: para essa reação, definimos
onde
significa concentração da espécie
.
depende da temperatura e, se a temperatura não muda,
é fixo.
- Quociente de reação
: tem a mesma forma de , mas usa as concentrações instantâneas. Ou seja,
Comparação
versus
indica para que lado a reação vai se deslocar:
- Se
a reação desloca-se no sentido que reduz (sentido que consome produtos e forma reagentes). - Se
desloca-se no sentido que aumenta (consome reagentes e forma produtos). - Princípio de Le Chatelier (versão intuitiva): quando se perturba um equilíbrio (p.ex. adicionando um reagente ou produto), o sistema reage de modo a reduzir essa perturbação.
Passo 3
Efeito imediato da adição de
:
- Ao adicionar
, a concentração instantânea aumenta imediatamente. - Colocando isso em
, como está no numerador, então aumenta imediatamente. Logo, após a adição teremos tipicamente .
Passo 4
Como o sistema responde para restaurar o equilíbrio:
- Se
, a reação deve deslocar-se no sentido que reduz . Para reduzir (diminuir o numerador e/ou aumentar o denominador) a reação vai no sentido inverso (esquerda), ou seja, consome e e forma e . - Pela estequiometria
, quando a reação desloca-se à esquerda, para cada mol de consumido forma-se 1 mol de e 1 mol de ; também é consumido 1 mol de .
Passo 5
Consequências qualitativas finais (explicadas):
-
: imediatamente sobe por causa da adição. Depois o equilíbrio desloca-se à esquerda e parte do adicional é consumida. O valor final de após o novo equilíbrio normalmente fica maior do que o valor antes da adição (porque só parte do que foi adicionado é consumido), mas menor do que o pico imediato logo após a adição. Em resumo: aumenta (comparado ao equilíbrio inicial), embora caia um pouco a partir do pico imediato. -
: é consumido na reação inversa, portanto diminui em relação ao equilíbrio inicial. -
: é formado pela reação inversa, portanto aumenta em relação ao equilíbrio inicial. -
: também é formado pela reação inversa, portanto aumenta em relação ao equilíbrio inicial.
Passo 6
Resumo rápido com a razão por trás de cada mudança:
- Adiciona-se
aumenta ( ) reação desloca-se à esquerda (consome produtos, forma reagentes) -
final: maior que antes da adição (mas menor que o valor logo após a adição); -
final: menor que antes; -
final: maior que antes; -
final: maior que antes.
-