Considere o seguinte sistema em equilíbrio:
Preveja em que sentido evolui o equilíbrio
(b) ao adicionar mais cloro gasoso à mistura reacional;
Preveja em que sentido evolui o equilíbrio
(b) ao adicionar mais cloro gasoso à mistura reacional;
Passo 1
Enunciado e informações dadas:\n
A reação em equilíbrio é . O calor padrão da reação é
(ou seja, a reação direta é endotérmica).\n
O que se pede: prever em que sentido o equilíbrio evolui quando se adiciona mais gasoso à mistura reacional.\n
Informações relevantes extraídas do enunciado:\n
A reação em equilíbrio é
O que se pede: prever em que sentido o equilíbrio evolui quando se adiciona mais
Informações relevantes extraídas do enunciado:\n
- Foi adicionada mais quantidade de
(produto da reação).\n - A reação é homogênea em fase gasosa com estequiometria
.\n -
é positivo (a reação direta absorve calor), informação que pode ser útil se houvesse variação de temperatura, mas o enunciado não altera a temperatura ao adicionar .\n
Passo 2
Conceito do quociente de reação e constante de equilíbrio (explicação didática):\n
Para equilibrar sistemas químicos usamos o quociente de reação e a constante de equilíbrio
. Esses conceitos dizem se, naquele instante, a mistura está “em equilíbrio” ou se tende a reagir num dos sentidos.\n
Definição prática para gases (usando pressões parciais):\n
Para equilibrar sistemas químicos usamos o quociente de reação
Definição prática para gases (usando pressões parciais):\n
Aqui
,
,
são as pressões parciais dos gases. Quando o sistema está em equilíbrio,
. Se
o sentido espontâneo é para a direita (formar produtos); se
o sentido espontâneo é para a esquerda (formar reagente).\n
Explicação do porquê: mede a “proporção momentânea” entre produtos e reagentes; o sistema reajusta para que essa proporção volte ao valor
próprio da temperatura.\n
Explicação do porquê:
Passo 3
Aplicando o conceito ao caso de adicionar
: raciocínio simbólico (muito útil na prova)\n
Suponha que, no equilíbrio inicial, as pressões parciais sejam de tal forma que\n
Suponha que, no equilíbrio inicial, as pressões parciais sejam
Agora adicionamos uma quantidade de
, aumentando sua pressão parcial em
. As novas pressões (imediatamente após adicionar, antes de novo equilíbrio) são
.\n
O novo quociente de reação é\n
O novo quociente de reação é\n
Como
e
, segue que
.\n
Passo 4
Interpretação com base em Le Châtelier (explicação didática do princípio):\n
O princípio de Le Châtelier diz que, se um sistema em equilíbrio sofre uma perturbação (aqui: aumento da pressão parcial de ), o sistema responde de modo a minimizar essa perturbação. Como
, o sistema não está mais em equilíbrio e reagirá no sentido que reduz o excesso de produto — isto é, no sentido da esquerda (reação inversa), consumindo
e
para formar
até que
volte a igualar
.\n
Em palavras simples: ao acrescentar o equilíbrio desloca-se para formar mais
, porque isso consome o
extra.\n
O princípio de Le Châtelier diz que, se um sistema em equilíbrio sofre uma perturbação (aqui: aumento da pressão parcial de
Em palavras simples: ao acrescentar
Passo 5
Comentário sobre
e por que aqui ele não muda o raciocínio principal (dica de prova):\n
indica que a reação direta é endotérmica. Isso importa se você alterar a temperatura: aumentar a temperatura favoreceria a reação endotérmica (direita) e diminuir a temperatura favoreceria a reação exotérmica (esquerda). Porém, na perturbação pedida no enunciado só adicionamos
(sem mudar a temperatura), portanto a informação de
só serve como contexto — a direção da resposta ao aumento de
é determinada pelo fato de termos aumentado a concentração/pressão de um produto, não pelo sinal de
.\n
Passo 6
Resumo prático para a prova (frases curtas e memorizáveis):\n
- Adicionar produto
imediatamente desloca para a esquerda.\n - No nosso caso: adicionou-se
(produto), logo o equilíbrio desloca-se para a esquerda formando .\n
Se quiser decorar: “mais produto → volta para os reagentes”.\n
Resposta
O equilíbrio desloca-se para a esquerda, no sentido da formação de
.