(1,2) Considere o equilíbrio representado por:
. O que acontecerá se a temperatura do sistema for aumentada?
a) O equilíbrio se deslocará para a esquerda (reagentes), absorvendo calor.
b) O equilíbrio se deslocará para a direita (produtos), liberando mais calor.
c) Não haverá alteração na posição do equilíbrio nem na velocidade de reação.
d) Não haverá alteração na posição do equilíbrio, apenas na velocidade.
a) O equilíbrio se deslocará para a esquerda (reagentes), absorvendo calor.
b) O equilíbrio se deslocará para a direita (produtos), liberando mais calor.
c) Não haverá alteração na posição do equilíbrio nem na velocidade de reação.
d) Não haverá alteração na posição do equilíbrio, apenas na velocidade.
Passo 1
O enunciado fornece a reação de equilíbrio
e informa que
. A pergunta é: o que acontece se a temperatura do sistema for aumentada? As alternativas são:
a) O equilíbrio se deslocará para a esquerda (reagentes), absorvendo calor.
b) O equilíbrio se deslocará para a direita (produtos), liberando mais calor.
c) Não haverá alteração na posição do equilíbrio nem na velocidade de reação.
d) Não haverá alteração na posição do equilíbrio, apenas na velocidade.
a) O equilíbrio se deslocará para a esquerda (reagentes), absorvendo calor.
b) O equilíbrio se deslocará para a direita (produtos), liberando mais calor.
c) Não haverá alteração na posição do equilíbrio nem na velocidade de reação.
d) Não haverá alteração na posição do equilíbrio, apenas na velocidade.
Passo 2
Entendendo o que o dado
significa: o sinal negativo indica que a reação é exotérmica — isto é, ela libera calor quando vai no sentido dos reagentes para os produtos. Uma maneira prática de visualizar isso é reescrever a reação incluindo “calor” como se fosse um produto:
A ideia intuitiva que vamos usar (Princípio de Le Chatelier) diz: se perturbarmos um equilíbrio, o sistema ajusta-se para minimizar essa perturbação. Aqui a perturbação é o aumento da temperatura, ou seja, estamos “adicionando calor” ao sistema.
Passo 3
Aplicando o raciocínio: se o aumento de temperatura corresponde a adicionar “calor” e o calor aparece como um produto na escrita acima, o equilíbrio responde consumindo esse excesso de produto — isto é, desloca-se no sentido que consome calor, que é o sentido endotérmico (reação inversa). Para este caso, a reação inversa é a formação de
e
a partir de
, portanto o equilíbrio desloca-se para a esquerda (para os reagentes). Em palavras simples: aquecer favorece a reação que absorve calor; aqui a reação inversa absorve calor.
Passo 4
Para dar uma justificativa mais “matemática” (opcional, mas útil): existe a relação de van’t Hoff
onde
é a constante de equilíbrio,
é a temperatura absoluta em kelvin e
é a constante dos gases. Como
é negativo (exotérmica), o membro direito é negativo, então
diminui quando
aumenta — ou seja,
diminui com o aumento de
. Uma constante de equilíbrio menor significa que, no novo equilíbrio a uma temperatura mais alta, a razão (produtos)/(reagentes) é menor — isto confirma o deslocamento para os reagentes (esquerda).
Passo 5
Sobre velocidades: aumentar a temperatura geralmente aumenta as velocidades das reações (tanto direta quanto inversa) porque mais moléculas têm energia suficiente para vencer a barreira de ativação (Arrhenius:
, onde
é a constante de velocidade,
pré-exponencial e
energia de ativação). Porém, aumento de velocidade não impede que o novo equilíbrio seja favorável aos reagentes — ou seja, a posição do equilíbrio muda (como explicado) e ambas as constantes de velocidade aumentam, mas a razão entre elas (que determina
) muda conforme van’t Hoff. Portanto as alternativas que dizem “nenhuma alteração na posição do equilíbrio” ou que só a velocidade muda estão incorretas.
Passo 6
Conclusão clara e direta: por ser uma reação exotérmica (
), ao aumentar a temperatura adicionamos calor e o equilíbrio desloca-se para o lado que consome calor — isto é, para a esquerda (reagentes), absorvendo calor.
Resposta
a) O equilíbrio se deslocará para a esquerda (reagentes), absorvendo calor.