1- A chuva ácida tem grande impacto sobre o meio ambiente, afetando principalmente a biodiversidade do planeta. Um dos principais poluentes da chuva ácida é o ácido nítrico \left(\mathrm{HNO}_{3}\right). A equação de formação é:
3 \mathrm{NO}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{~g})} \rightleftharpoons 2 \mathrm{HNO}_{3(\mathrm{q})}+\mathrm{NO}_{(\mathrm{q})} \quad \Delta \mathrm{H}=-138,8 \mathrm{~kJ}
Em relação ao equilibrio da equação, analise as afirmativas a seguir.
I. O aumento da temperatura leva a um aumento da concentração de \mathrm{HNO}_{3}.
II. O aumento da pressão sobre o sistema tem como efeito o aumento da concentração de NO.
III. O aumento da concentração de \mathrm{NO}_{2} desloca o equilibrio para esquerda.
IV. A retirada de NO, favorece a reação direta.
Está(āo) correta(s):
a) I, III e IV
b) II e IV
c) II, III e IV
d) III e IV
e) I e IV

Passo 1

O enunciado fornece a reação e o valor de entalpia:
3\,\mathrm{NO}_{2(\mathrm{g})} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(\mathrm{g})} \rightleftharpoons 2\,\mathrm{HNO}_{3(\mathrm{q})} + \mathrm{NO}_{(\mathrm{q})}
\Delta H = -138{,}8\\ \mathrm{kJ}
Foram apresentadas quatro afirmativas sobre como mudanças no sistema afetam o equilíbrio:
I. O aumento da temperatura leva a um aumento da concentração de \mathrm{HNO}_3.
II. O aumento da pressão sobre o sistema tem como efeito o aumento da concentração de \mathrm{NO}.
III. O aumento da concentração de \mathrm{NO}_2 desloca o equilíbrio para a esquerda.
IV. A retirada de \mathrm{NO} favorece a reação direta.
Meu objetivo: analisar cada afirmativa usando os dados acima e os princípios de equilíbrio químico, sem assumir que você sabe a teoria — vou explicar cada passo.

Passo 2

Entendendo o significado de \Delta H e o princípio de Le Châtelier (aula rápida e prática).
  • \Delta H é a variação de entalpia da reação direta (formação dos produtos a partir dos reagentes). Aqui temos \Delta H = -138{,}8\\ \mathrm{kJ}, ou seja, a reação direta é exotérmica (libera calor).
  • Interpretação prática: para uma reação exotérmica, o calor pode ser considerado, conceitualmente, como um produto. Escrever mentalmente:
\text{reagentes} \rightleftharpoons \text{produtos} + \text{calor}
  • Princípio de Le Châtelier (explicado de forma simples): se você perturba um sistema no equilíbrio (mudando temperatura, pressão ou concentração), o equilíbrio se desloca na direção que tende a reduzir essa perturbação.
    • Ex.: se adicionar algo que age como produto, o equilíbrio desloca para a esquerda (consome produto). Se retirar produto, desloca para a direita (produz mais produto).
    • Para temperatura: aumentar T é como adicionar “calor”; para uma reação exotérmica (calor como produto) isso desloca o equilíbrio para a esquerda (sentido endotérmico) para absorver o excesso de calor. Diminuir T favorece a direita.

Passo 3

Aplicando isso à afirmativa I:
  • Afirmativa I: “O aumento da temperatura leva a um aumento da concentração de \mathrm{HNO}_3.”
  • Como a reação direta é exotérmica ( \Delta H < 0), aumentar a temperatura acrescenta “calor” ao sistema; pelo princípio de Le Châtelier, o sistema desloca-se no sentido que consome calor, isto é, no sentido endotérmico — aqui, a reação inversa. Logo, o aumento da temperatura tende a diminuir a quantidade de produtos formados, inclusive \mathrm{HNO}_3.
  • Conclusão: a afirmativa I é falsa.

Passo 4

Efeito da pressão — primeiro conta-se as moles gasosas:
  • Do lado dos reagentes temos \mathrm{NO}_2 e \mathrm{H}_2\mathrm{O}, ambos indicados como gasosos no enunciado. Então moles gasosas dos reagentes: 3 (de \mathrm{NO}_2) +\;1 (de \mathrm{H}_2\mathrm{O}) =\;4 mol de gás.
  • Do lado dos produtos, o enunciado indica \mathrm{HNO}_3_{(\mathrm{q})} (não gasoso) e \mathrm{NO} (o enunciado marcou (\mathrm{q}) para \mathrm{NO}, mas é usual considerar \mathrm{NO} como espécie gasosa neste tipo de equilíbrio; o enunciado tem \mathrm{HNO}_3 como não gasosa, portanto, independentemente da notação, o lado dos produtos tem muito menos moles gasosas que o lado dos reagentes). Para análise prática usamos o fato dado: há menos moles gasosas no lado dos produtos do que no dos reagentes.
  • Regra prática: aumentar a pressão (por compressão do volume) favorece o lado com menos moles de gás, porque isso reduz a pressão parcial total mais eficientemente.

Passo 5

Aplicando isso à afirmativa II:
  • Afirmativa II: “O aumento da pressão sobre o sistema tem como efeito o aumento da concentração de \mathrm{NO}.”
  • Como contamos, o lado dos produtos tem menos moles de gás do que o dos reagentes; portanto, aumentando a pressão o equilíbrio desloca-se para o lado dos produtos (direção que tem menos moles gasosos). Isso aumenta a produção de produtos gasosos, entre eles \mathrm{NO}.
  • Conclusão: a afirmativa II é verdadeira (observação: isso considera o aumento de pressão por compressão/menor volume; se a pressão aumentasse por adição de gás inerte a volume constante, a análise muda — mas em provas de graduação o enunciado usualmente refere-se a compressão).

Passo 6

Analisando a afirmativa III:
  • Afirmativa III: “O aumento da concentração de \mathrm{NO}_2 desloca o equilíbrio para esquerda.”
  • Pelo princípio de Le Châtelier, aumentar a concentração de um reagente desloca o equilíbrio no sentido de consumi-lo, isto é, para a direita (reação direta) para formar mais produtos.
  • Portanto a afirmativa III é falsa.

Passo 7

Analisando a afirmativa IV:
  • Afirmativa IV: “A retirada de \mathrm{NO} favorece a reação direta.”
  • Retirar um produto (aqui \mathrm{NO}) causa o deslocamento do equilíbrio no sentido que produz mais desse produto, ou seja, para a direita (reação direta). Isso é exatamente a aplicação direta do princípio de Le Châtelier.
  • Conclusão: a afirmativa IV é verdadeira.

Passo 8

Resumo das conclusões:
  • I: falsa (aumento de T favorece reação inversa para reação exotérmica).
  • II: verdadeira (aumento de pressão favorece o lado com menos moles gasosos, aumentando \mathrm{NO}).
  • III: falsa (aumentar \mathrm{NO}_2 desloca para a direita, não para a esquerda).
  • IV: verdadeira (retirar \mathrm{NO} favorece reação direta).
Portanto as afirmativas corretas são II e IV.

Resposta

b) II e IV

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