Considere a seguinte reação para a produção do ácido clorídrico, no equilíbrio químico.
Explique detalhadamente o que ocorrerá com a concentração de água no recipiente se as seguintes variações ocorrerem:
a) Adição de cloro gasoso;
b) Diminuição da temperatura;
c) Diminuição do volume do recipiente.
a) Adição de cloro gasoso;
b) Diminuição da temperatura;
c) Diminuição do volume do recipiente.
Passo 1
O enunciado dá o equilíbrio químico da reação
com entalpia de reação
. O conteúdo principal é o Princípio de Le Châtelier para equilíbrios gasosos: mudanças na concentração (pressão parcial), temperatura e volume deslocam o equilíbrio para minimizar a perturbação. Vamos usar contagem de mols gasosos e considerar o calor como reagente ou produto conforme o sinal de
.
Passo 2
Variação (a): Adição de
. Ao injetar mais
, a pressão parcial dele aumenta. Pelo Princípio de Le Châtelier, o sistema reage consumindo parte desse excesso, isto é, desloca o equilíbrio no sentido que consome
: o sentido direto (formação de
e
). Como a reação direta consome
, a concentração de água diminui.
Passo 3
Variação (b): Diminuição da temperatura. A reação direta é endotérmica (
), ou seja, absorve calor. Quando abaixamos a temperatura, estamos retirando calor, e o sistema tende a produzir calor favorecendo o sentido exotérmico (reação inversa). A reação inversa converte
e
em
e
, logo gera mais água. Portanto, a concentração de
no equilíbrio aumenta.
Passo 4
Variação (c): Diminuição do volume do recipiente. Diminuir o volume eleva a pressão total, e o equilíbrio se desloca para o lado com menos mols gasosos. Do lado dos reagentes temos
mols, e do lado dos produtos
mols. Menos mols está no lado dos reagentes, então o equilíbrio desloca-se no sentido inverso (formando
e
). Isso também aumenta a concentração de água.
Resposta
a) A concentração de
diminui.
b) A concentração de aumenta.
c) A concentração de aumenta.
b) A concentração de
c) A concentração de