Dado o equilíbrio:
calor em que sentido ele é deslocado quando:
se aumenta a concentração da água?
se aumenta a concentração da água?
Passo 1
O enunciado dá o equilíbrio
e pergunta: quando se aumenta a concentração da água, em que sentido o equilíbrio é deslocado?
Informações relevantes que temos do enunciado: \n
Informações relevantes que temos do enunciado: \n
- A reação está escrita com
e como reagentes e como produto. \n - O termo “
calor” indica que a reação direta (formação de água) é exotérmica — ela libera calor. \n - A ação pedida é aumentar a concentração do produto
. \n
A partir disso precisamos decidir para qual lado (direita = formação de mais água, esquerda = formação dee ) o equilíbrio se desloca.
Passo 2
Princípio que vamos usar (explicado sem jargões): quando um sistema em equilíbrio sofre uma perturbação (como mudar concentração de um dos componentes), o sistema “tenta” contrariar essa perturbação alcançando um novo equilíbrio. Esse é o famoso princípio de Le Châtelier. Em palavras simples: se você adiciona produto, o equilíbrio vai procurar consumir esse excesso, favorecendo a reação que forma reagentes; se você remove produto, o equilíbrio vai produzir mais produto, favorecendo a reação direta.
Passo 3
Apresentando o quociente de reação
e a constante de equilíbrio
(a aula rápida): \n
- O quociente de reação
mede a “situação instantânea” das concentrações e tem a mesma forma algébrica que a constante de equilíbrio , só que com concentrações atuais em vez das de equilíbrio. \n - Para esta reação a expressão é
onde
,
,
são as respectivas concentrações atuais. \n
- Em equilíbrio temos
. Se após uma perturbação , a reação desloca-se no sentido que diminui (isto é, no sentido dos reagentes, para a esquerda). Se , desloca-se para a direita.
Passo 4
Aplicando isso ao caso de aumentar
: \n
Se antes do acréscimo as concentrações em equilíbrio eram ,
,
, então
Se antes do acréscimo as concentrações em equilíbrio eram
Agora adicionamos uma quantidade
de água, então imediatamente após o acréscimo a concentração de água passa a ser
enquanto
e
não mudam instantaneamente. O novo quociente é
Compare com
:
Logo
.
Passo 5
Interpretação do resultado: como
imediatamente após adicionar água, o equilíbrio desloca-se no sentido que reduz
, ou seja, no sentido dos reagentes (para a esquerda). Assim o sistema consome parte do excesso de
produzindo
e
até estabelecer um novo equilíbrio. \n
Observação extra (útil para a prova): embora a reação seja exotérmica (calor nos produtos), isso só entra em jogo se mudarmos a temperatura. Aqui a perturbação foi por concentração, então a resposta vem do critério vs
/ princípio de Le Châtelier.
Observação extra (útil para a prova): embora a reação seja exotérmica (calor nos produtos), isso só entra em jogo se mudarmos a temperatura. Aqui a perturbação foi por concentração, então a resposta vem do critério
Passo 6
Exemplo numérico rápido para fixar (opcional, mas didático): \n
Suponha então
. Se adicionarmos
de água,
e
Suponha
portanto o equilíbrio vai para a esquerda (formando
e
).
Resposta
O equilíbrio desloca-se para a esquerda, ou seja, no sentido da formação de
e
.