Diga em que sentido (produto ou reagente) as equações abaixo vão se deslocar quando forem realizadas as seguintes alterações no sistema:
Diminuição da pressão:
Diminuição da pressão:
Passo 1
O enunciado dá a reação em fase gasosa
e pede: quando houver uma diminuição da pressão (isto é, o sistema sofre redução da pressão total), em que sentido a reação se desloca — para os produtos (direita) ou para os reagentes (esquerda)?
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
- Todas as espécies estão no estado gasoso (indicado por
). - O número de mols de gás no lado dos reagentes é
(um mol de ). - O número de mols de gás no lado dos produtos é
(dois mols de ). - A alteração pedida é uma diminuição da pressão total do sistema (assumimos temperatura constante, pois é o caso típico para aplicar o princípio de Le Chatelier).
Passo 2
Conceito chave (explicação didática): princípio de Le Chatelier de forma simples e sem jargões.
Le Chatelier diz: se um sistema em equilíbrio for perturbado (mudança de pressão, temperatura, concentração, etc.), o equilíbrio se ajusta no sentido que tende a contrabalançar a perturbação. Para mudanças de pressão em equilíbrios gasosos, o sistema “procura” aumentar a pressão quando esta diminui, e “procura” diminuir a pressão quando esta aumenta. Por isso, ao diminuir a pressão, o equilíbrio desloca-se para o lado com maior número de mols gasosos (pois mais mols de gás ocupando o volume tendem a aumentar a pressão).
Le Chatelier diz: se um sistema em equilíbrio for perturbado (mudança de pressão, temperatura, concentração, etc.), o equilíbrio se ajusta no sentido que tende a contrabalançar a perturbação. Para mudanças de pressão em equilíbrios gasosos, o sistema “procura” aumentar a pressão quando esta diminui, e “procura” diminuir a pressão quando esta aumenta. Por isso, ao diminuir a pressão, o equilíbrio desloca-se para o lado com maior número de mols gasosos (pois mais mols de gás ocupando o volume tendem a aumentar a pressão).
Passo 3
Vamos escrever a expressão do quociente de pressão (forma Kp) para ver isso de forma algébrica e concreta. A constante de equilíbrio em termos de pressões parciais é
onde:
-
é a pressão parcial de , -
é a pressão parcial de .
Num equilíbrio inicial temos(o quociente de reação iguala a constante).
Passo 4
Modelagem da diminuição de pressão (passo a passo):
Suponha que a pressão de todo o sistema seja reduzida por um mesmo fator , com
(por exemplo, se o volume for dobrado à temperatura constante, então
). Então todas as pressões parciais iniciais
passam a
. Substituindo na expressão do quociente após a mudança obtemos:
Suponha que a pressão de todo o sistema seja reduzida por um mesmo fator
Como
, segue que
.
Passo 5
Interpretação do resultado algébrico e conclusão lógica:
Se, imediatamente após a diminuição de pressão, , então o sistema não está em equilíbrio — tem-se
. Para restabelecer o equilíbrio (fazer
voltar a igualar
), a reação deve proceder no sentido que aumenta o numerador da expressão e/ou diminui o denominador, ou seja, deve formar mais
(produtos). Em termos simples: o sistema desloca-se no sentido que aumenta o número total de mols gasosos, porque isso tende a aumentar a pressão de volta. Como o lado dos produtos tem
mols gasosos e o lado dos reagentes tem
, a reação desloca-se para a direita (formando mais
).
Se, imediatamente após a diminuição de pressão,
Passo 6
Resumo intuitivo e dica prática para prova:
- Regra curta que sempre salva: “diminuir pressão → desloca para o lado com mais mols gasosos.”
- Aqui: reagentes têm
mol gasoso, produtos têm ; portanto, com diminuição de pressão a reação vai para os produtos (direita). - Se precisar justificar com Kp em prova, use exatamente o raciocínio do fator
que mostramos — é rápido e convincente.
Resposta
Desloca-se para os produtos (direita), formando mais
.