Avalie o efeito da diminuição da temperatura sobre a composição de equilíbrio da reação
2 \mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons 2 \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g}) \Delta \mathrm{H}^{\circ}{ }_{\mathrm{r}}=-565,96 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}

Passo 1

O enunciado nos dá a reação
2\,\text{CO}(g) + \text{O}_{2}(g) \rightleftharpoons 2\,\text{CO}_{2}(g)
com entalpia padrão de reação \Delta H^\circ_{r} = -565{,}96\;\text{kJ}\cdot \text{mol}^{-1}. Como \Delta H^\circ_{r}<0, é uma reação exotérmica. Queremos ver o que acontece no equilíbrio quando diminuímos a temperatura. Vamos usar o princípio de Le Chatelier e a equação de van\textquotesingle t Hoff.

Passo 2

Pelo princípio de Le Chatelier, ao diminuir a temperatura do sistema a gente “remove calor”. O sistema responde deslocando o equilíbrio no sentido que produz calor, ou seja, no sentido exotérmico — da esquerda para a direita — formando mais CO_{2}.

Passo 3

A equação de van\textquotesingle t Hoff relaciona a variação de K com T:
\frac{d\ln K}{dT} \;=\;\frac{\Delta H^\circ_{r}}{R\,T^{2}}.
Como \Delta H^\circ_{r}<0, resulta em \tfrac{d\ln K}{dT}<0. Portanto, ao diminuir T, \ln K aumenta e, consequentemente, K aumenta.

Passo 4

Um aumento em K significa que a razão
\frac{[CO_{2}]^{2}}{[CO]^{2}\,[O_{2}]}
fica maior. Logo, no equilíbrio teremos maior concentração de CO_{2} e menores concentrações de CO e O_{2}.

Resposta

A diminuição da temperatura desloca o equilíbrio para a direita (formação de CO_{2}), aumentando o valor de K e elevando a quantidade de CO_{2} em equilíbrio.

Exercícios relacionados