Em qual direção (produto ou reagente), o equilíbrio dos íons cromato e dicromato será deslocado se:
Etanol for adicionado à solução?
Passo 1
Enunciado: temos o equilíbrio químico
A pergunta: ao adicionar etanol (
) à solução aquosa, para qual direção o equilíbrio será deslocado — para os reagentes (à esquerda) ou para os produtos (à direita)?\n
Informações relevantes dadas/implícitas:
Informações relevantes dadas/implícitas:
- A adição de etanol modifica o meio (mistura água + etanol), ou seja, altera propriedades do solvente (atividade da água, constante dielétrica, polaridade).
- A reação envolve íons (
, , ) e uma molécula neutra ( ).\n
(O passo 1 não resolve nada ainda; apenas enumerei o que o problema pede e os dados úteis.)
Passo 2
Entendendo o princípio de Le Chatelier de um jeito simples e prático: quando um sistema em equilíbrio sofre uma perturbação (mudança de concentração, pressão, temperatura ou propriedades do solvente), o equilíbrio desloca-se no sentido que tende a minimizar essa perturbação. Exemplo concreto e curto: se eu retiro água de um equilíbrio que produz água, o sistema tende a produzir mais água para compensar.\n
Aplicando isso aqui: a adição de etanol a uma solução aquosa reduz a “atividade” efetiva da água (ou, de modo prático, é parecido com diminuir a concentração efetiva de água disponível). Pelo princípio de Le Chatelier, se a água é produto da reação, a diminuição da atividade da água tende a fazer o equilíbrio deslocar-se no sentido de produzir mais água — ou seja, para a direita (formando mais e
).
Aplicando isso aqui: a adição de etanol a uma solução aquosa reduz a “atividade” efetiva da água (ou, de modo prático, é parecido com diminuir a concentração efetiva de água disponível). Pelo princípio de Le Chatelier, se a água é produto da reação, a diminuição da atividade da água tende a fazer o equilíbrio deslocar-se no sentido de produzir mais água — ou seja, para a direita (formando mais
Passo 3
Contagem e natureza das espécies em cada lado — por que isso importa quando se muda o solvente:\n
- Lado dos reagentes (esquerda): temos duas espécies aniônicas
e duas espécies catiônicas . Em termos de partículas carregadas isso são quatro íons dissociados (contando cada íon separadamente). Esquematicamente: 2 íons anião + 2 íons catião = 4 íons.\n - Lado dos produtos (direita): temos um íon
e uma molécula neutra — ou seja, apenas 1 íon efetivo.\n
Conclusão dessa contagem: o lado dos produtos tem muito menos espécie carregada (muito menos íons) que o lado dos reagentes.
Passo 4
Efeito da constante dielétrica e da solvatação (explicação prática e sem jargão pesado):\n
- Água é um solvente muito polar e tem alta constante dielétrica
; isso permite que íons fiquem bem estabilizados e separados (a água “amortece” as forças entre cargas). Uma maneira simples de lembrar a influência de é pela forma da energia eletrostática entre duas cargas:
onde
são cargas e
é a distância entre elas. Quanto maior
, menor a energia de interação entre cargas — ou seja, melhor estabilidade de íons separados.\n
- Etanol tem constante dielétrica bem menor que a da água; ao misturar etanol com água a constante dielétrica efetiva do meio diminui. Consequência prática: íons ficam menos estabilizados (a interação coulombiana entre cargas passa a “pesar” mais), então o meio passa a favorecer espécies com menos separação de cargas (ou menos íons livres).\n
Ligando isso ao nosso equilíbrio: como o lado dos produtos tem menos íons (apenasem vez de quatro íons separados), a diminuição da constante dielétrica ao adicionar etanol favorece a formação do lado com menos íons — ou seja, também favorece o deslocamento para a direita.
Passo 5
Resumo dos dois argumentos (atividade da água + efeito da constante dielétrica):\n
- Argumento da água: adicionar etanol reduz a atividade (concentração efetiva) da água; por Le Chatelier o sistema tende a produzir mais água, deslocando o equilíbrio para a direita.\n
- Argumento da estabilização de íons: adicionar etanol reduz a constante dielétrica do meio, desestabilizando íons livres; o equilíbrio tende a reduzir o número de íons livres, favorecendo o lado com menos íons (direita, formação de
e ).\n
Os dois argumentos apontam na mesma direção: deslocamento para os produtos.
Passo 6
Forma prática de justificar rapidamente numa prova (frase curta e direta que vale ponto): "Ao adicionar etanol a uma solução aquosa, diminui-se a atividade da água e a constante dielétrica do meio; pelo princípio de Le Chatelier e pela tendência do sistema reduzir o número de íons em meio menos polar, o equilíbrio
desloca-se para a direita (formação de
)."\n
Dica mnemônica divertida: você pode lembrar que o cátion “gosta” de água — menos água livre = sistema tenta produzir água de novo. Também: a mudança costuma vir acompanhada de mudança de cor (cromato é amarelado, dicromato mais alaranjado), então às vezes dá pra ver a mudança.
Dica mnemônica divertida: você pode lembrar que o cátion
Resposta
O equilíbrio desloca-se para os produtos (formação de
e
).