• (AUTOTESTE 9.14A - pg496). Considere o equilíbrio
\mathrm{SO}_{3}(\mathrm{~g})+\mathrm{NO}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{NO}_{2}(\mathrm{~g})
Preveja o efeito sobre cada concentração no equilíbrio de remoção de \mathrm{SO}_{2}

Passo 1

O enunciado dá o equilíbrio químico
\mathrm{SO}_{3}(\mathrm{g})+\mathrm{NO}(\mathrm{g}) \rightleftharpoons \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{g})+\mathrm{NO}_{2}(\mathrm{g})
e pede para eu prever o efeito sobre cada concentração quando é feita a remoção de \mathrm{SO}_{2}. Informações relevantes que temos e o que o problema pede:
  • Reação balanceada com estequiometria 1:1:1:1.
  • Havia um equilíbrio estabelecido antes da remoção.
  • A perturbação é a remoção de parte de \mathrm{SO}_{2}.
  • Preciso dizer o que acontece, após o sistema voltar ao novo equilíbrio, com as concentrações de \mathrm{SO}_{3}, \mathrm{NO}, \mathrm{SO}_{2} e \mathrm{NO}_{2}.

Passo 2

Conceito que vou usar (explicação didática e simples): princípio de Le Chatelier.
  • Um sistema em equilíbrio tende a reagir de modo a reduzir o efeito de uma perturbação.
  • Se você remove um produto, o sistema “tenta” produzir mais desse produto deslocando o equilíbrio no sentido da reação direta; se você adiciona um reagente, desloca-se no sentido que consome o reagente, etc.
  • Isso é uma regra qualitativa que nos diz apenas a direção do deslocamento do equilíbrio (para a direita ou para a esquerda), não a quantidade numérica sem calcular.

Passo 3

Fórmula do equilíbrio (o que fica constante enquanto a temperatura não muda):
K=\frac{[\mathrm{SO}_2]\,[\mathrm{NO}_2]}{[\mathrm{SO}_3]\,[\mathrm{NO}]}
  • Aqui K é a constante de equilíbrio (fixa se a temperatura for constante).
  • Os colchetes [\;] indicam concentração em mol·L^{-1} (ou unidade de concentração usada).
  • Se, por alguma perturbação, o quociente Q=\dfrac{[\mathrm{SO}_2][\mathrm{NO}_2]}{[\mathrm{SO}_3][\mathrm{NO}]} ficar diferente de K, o sistema desloca-se até que Q volte a ser igual a K.

Passo 4

Efeito imediato da remoção de \mathrm{SO}_2 e o que isso faz com Q:
  • Ao retirar \mathrm{SO}_2, a concentração [\mathrm{SO}_2] cai instantaneamente.
  • Isso faz com que o quociente Q diminua, ficando Q<K imediatamente após a remoção.
  • Regra: se Q<K o equilíbrio desloca-se para a direita (sentido direto) para aumentar o numerador e diminuir o denominador, até que Q volte a ser igual a K.

Passo 5

Estabelecendo as mudanças usando a estequiometria (modelo simples, sem valores numéricos complicados):
  • Seja a=[\mathrm{SO}_3]_{i}, b=[\mathrm{NO}]_{i}, c=[\mathrm{SO}_2]_{i} e d=[\mathrm{NO}_2]_{i} as concentrações no equilíbrio inicial.
  • Removo uma quantidade r de \mathrm{SO}_2. Imediatamente antes do novo ajuste temos [\mathrm{SO}_2]=c-r.
  • O sistema desloca-se para a direita por um avanço \xi (em mol·L^{-1}). Pelas estequiometrias, ao deslocar \xi para a direita: [\mathrm{SO}_3] = a-\xi,\qquad [\mathrm{NO}] = b-\xi,\qquad [\mathrm{SO}_2]=c-r+\xi,\qquad [\mathrm{NO}_2]=d+\xi.
  • Intuição: mover para a direita consome \mathrm{SO}_3 e \mathrm{NO} (portanto suas concentrações diminuem), e produz \mathrm{SO}_2 e \mathrm{NO}_2 (portanto suas concentrações aumentam em relação ao estado logo após a remoção).

Passo 6

Interpretação qualitativa final (o que importa para a resposta da prova):
  • [\mathrm{SO}_3] e [\mathrm{NO}] diminuem porque o equilíbrio desloca-se para a direita, consumindo esses reagentes.
  • [\mathrm{NO}_2] aumenta porque é formado na reação direta e o deslocamento para a direita o produz.
  • [\mathrm{SO}_2]: atenção à linguagem — imediatamente ao remover \mathrm{SO}_2 sua concentração cai; depois o equilíbrio se desloca para a direita e repõe parte de \mathrm{SO}_2. Portanto [\mathrm{SO}_2] aumenta em relação ao valor logo após a remoção (o sistema tenta repô-la). Em comparação com o valor original antes da remoção, o novo [\mathrm{SO}_2] geralmente fica entre o valor imediatamente após a remoção e o valor original: ou seja, o sistema reconstrói parte do \mathrm{SO}_2 que foi tirado, mas, sem dados numéricos, não podemos afirmar que volta exatamente ao valor original. Porém, em termos de efeito do deslocamento do equilíbrio, diz-se que o equilíbrio desloca-se para a direita e assim a reação gera mais \mathrm{SO}_2.

Passo 7

Resumo prático para responder numa prova (forma direta e útil):
  • Ao remover \mathrm{SO}_2 o equilíbrio desloca-se para a direita.
  • Consequência imediata: [\mathrm{SO}_2] cai (porque você removeu).
  • Consequência no novo equilíbrio: [\mathrm{SO}_3] e [\mathrm{NO}] diminuem; [\mathrm{NO}_2] aumenta; [\mathrm{SO}_2] é parcialmente reposta (fila de aumento em relação ao valor logo após a retirada).

Resposta

\mathrm{SO}_3: diminui\n \mathrm{NO}: diminui\n \mathrm{SO}_2: inicialmente diminui (pela remoção) e depois aumenta devido ao deslocamento para a direita (o equilíbrio repõe parte do \mathrm{SO}_2)\n \mathrm{NO}_2: aumenta

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