Diga em que sentido (produto ou reagente) as equações abaixo vão se deslocar quando forem realizadas as seguintes alterações no sistema:
Remoção de
:
Remoção de
Passo 1
O enunciado pede para determinar em que sentido a reação se desloca quando ocorre a remoção de
. A reação fornecida é:
Informações relevantes dadas:
- Foi removido
do sistema (diminuição da pressão parcial de ). - Os reagentes e produtos sólidos são
e ; o gás envolvido é .
Passo 2
Vamos lembrar o que significa estar em equilíbrio e o que acontece quando perturbamos o sistema. Num equilíbrio químico, as taxas direta e inversa se igualam, então as concentrações/pressões permanecem constantes. Quando fazemos uma perturbação (por exemplo, removendo um produto), o sistema responde de modo a minimizar a perturbação — isto é, desloca-se no sentido que tende a restaurar parte da variável alterada. Essa é a ideia do princípio de Le Châtelier: o sistema “compensa” a mudança.
Passo 3
Para decidir o sentido do deslocamento de forma precisa usamos a comparação entre a constante de equilíbrio e o quociente de reação. Para reações em fase gasosa usamos
(constante em função de pressões parciais). Escrevemos
para esta reação observando que sólidos não aparecem na expressão (explico por quê no próximo passo):
Aqui
é a pressão parcial do
. O quociente de reação
tem a mesma forma que
, mas com as pressões atuais (não necessariamente de equilíbrio):
Regra de comparação:
- Se
então o sistema se desloca para a direita (formando produtos) para aumentar . - Se
então o sistema se desloca para a esquerda (formando reagentes) para diminuir .
Passo 4
Por que os sólidos não aparecem em
? Porque a atividade (uma medida efetiva de “concentração”) de um sólido puro é constante e convencionalmente tomada como
. Isso significa que variações na quantidade de sólido não aparecem na expressão de
; apenas espécies em fase gasosa (ou em solução) que mudam de concentração/pressão entram na expressão.
Passo 5
Agora aplicamos ao caso: ao remover
a pressão parcial de
diminui, então o valor de
também diminui. Ou seja, imediatamente após a remoção temos:
Pela regra acima, com
o equilíbrio se desloca para a direita (formando produtos) para aumentar a pressão de
até que
volte a igualar
.
Passo 6
Interpretação prática do deslocamento: deslocar-se para a direita significa que mais
se decompõe em
e
. Assim o sistema produz mais
(que foi parcialmente removido) até restabelecer o equilíbrio. Note que a presença de sólidos só muda suas quantidades, mas não entra na expressão de
.
Passo 7
Exemplo numérico rápido para fixar (opcional, mas útil): suponha que no equilíbrio inicial
e portanto
. Se removemos
fazendo
com
, então
o que confirma que o sistema evoluirá para a direita.
Resposta
Desloca-se para os produtos (direita).