- (AUTOTESTE 9.14B - pg496). Considere o equilíbrio
Preveja o efeito sobre cada concentração no equilíbrio de
remoção de CO .
remoção de CO .
Passo 1
O enunciado dá o equilíbrio químico
e pede: ao remover
, prever o efeito sobre cada concentração no equilíbrio.
Informações relevantes: inicialmente o sistema está em equilíbrio; depois de remover parte de o sistema é deixado reagir até novo equilíbrio. A pergunta é qualitativa sobre como mudam as concentrações de
,
e
.
Informações relevantes: inicialmente o sistema está em equilíbrio; depois de remover parte de
Passo 2
Conceitos úteis (explicados de forma direta):
- Constante de equilíbrio
: para esta reação, definimos
onde
significa concentração em equilíbrio.
é fixo à temperatura dada.
- Q (quociente de reação): mesma expressão que
mas com concentrações instantâneas. Se a reação favorece o sentido inverso (vai para a esquerda); se favorece o sentido direto (vai para a direita).
Aplicação imediata: se diminuímos instantaneamente, mantendo e momentâneos, então o denominador de diminui e portanto aumenta; logo e o equilíbrio desloca-se para a esquerda (formando e a partir de ).
Passo 3
Modelagem com letras para ficar claro (método padrão em provas): suponha que antes da perturbação as concentrações em equilíbrio sejam
portanto
Removemos uma quantidade de CO tal que a concentração instantânea passa a ser
com
. Imediatamente depois da remoção:
então o sistema reage no sentido inverso. Seja
a quantidade que reage no sentido inverso até o novo equilíbrio; esse avanço no sentido inverso gera
de
e
de
e consome
de
. Logo as concentrações no novo equilíbrio são
A condição de equilíbrio final impõe
Passo 4
Agora vamos mostrar que o deslocamento
é menor que o que foi removido
(isso responde uma dúvida comum: será que
volta ao valor original ou fica menor?). Partimos da igualdade das constantes:
Multiplicando ambos os lados por
e dividindo por
(assumindo
), obtemos passos algébricos:
Expanda o lado esquerdo e reorganize:
Subtraindo
de ambos os lados:
Colocando
em evidência:
Note que o fator entre parênteses é estritamente maior que
(pois
ou
,
e
), então
Portanto
.
Conclusões matemáticas imediatas:
- Como
, temos
ou seja, a concentração final de
é menor do que a concentração inicial em equilíbrio
(ou seja, não volta ao valor original; houve uma redução líquida).
- Como
, temos
ou seja,
aumenta em relação ao valor inicial.
- E
ou seja,
diminui.
Passo 5
Interpretação prática e resumo mental para a prova (jeito fácil de lembrar): ao remover
o sistema tenta repor
consumindo
, por isso
cai e
e
aumentam em relação ao estado imediato pós‑remoção. Porém, como foi retirada uma quantidade de
que não é totalmente reposta, o novo valor de
fica abaixo do valor original de equilíbrio. Força extra de ânimo: essa é a linha de raciocínio clássica — raciocínio por
e depois modelagem por variáveis se quiser justificar com conta.