Considere a reação abaixo.
Admita que o sistema está em equilíbrio. O que ocorrerá ao número de mols de água no recipiente se:
For adicionado
.
For adicionado
Passo 1
O enunciado dá a reação em equilíbrio
e pergunta o que acontece com o número de mols de água no recipiente quando é adicionado
.
Informações relevantes fornecidas:
- A reação está em equilíbrio ( inicialmente
). - Foi adicionada pressão/quantidade de
. -
(a reação direta é endotérmica). - Não foi informado qualquer variação de temperatura, apenas adição de
.
Passo 2
Conceito essencial (explicado de um jeito simples): em equilíbrio químico o sistema tende a “resistir” a mudanças externas — essa é a ideia do princípio de Le Chatelier. Se você altera a concentração/pressão de um dos componentes, o equilíbrio se desloca no sentido que tende a compensar essa alteração. Aqui, ao aumentar
, o sistema vai reagir de modo a consumir parte desse
.
Passo 3
Para formalizar isso usamos o quociente de reação (quando trabalhamos com pressões parciais costuma-se usar
). A expressão de
para essa reação é
Aqui
é a pressão parcial do gás
. Num equilíbrio inicial temos
. Se você adiciona
, a pressão parcial
aumenta instantaneamente, então o quociente de reação momentaneamente fica
Quando
a reação desloca-se no sentido que diminui
, ou seja, no sentido inverso (para a esquerda), consumindo
.
Passo 4
Agora traduzimos esse deslocamento em variação do número de mols usando estequiometria. Escrevendo o sentido inverso (consumo de
):
Se o equilíbrio se desloca para a esquerda e consome
mol de
, então, pelas relações estequiométricas:
-
(consumimos mol de ), -
(consumimos mol de ), -
(produzimos mol de ), -
(produzimos mol de ).
Portanto, o deslocamento para a esquerda gera um aumento no número de mols de água. Em termos de sinal:
.
Passo 5
Comentário sobre
: a reação direta é endotérmica (
), o que informa como a temperatura afetaria o equilíbrio (aumentar
favorece a direita). Mas no caso em questão não houve mudança de temperatura — apenas adição de
— portanto o fator térmico não entra; o efeito observado é explicado por Le Chatelier e pela expressão de
acima.
Resumo concreto e encorajador: ao adicionar o sistema desloca-se para a esquerda para consumir parte desse
, e como consequência o número de mols de água aumenta (cada mol de
consumido produz
mol de
). Você pode usar exatamente esse raciocínio na prova — citar
vs
e a estequiometria para justificar o sinal da variação.
Resumo concreto e encorajador: ao adicionar
Resposta
O número de mols de água aumentará.