No equilíbrio, a relação entre as velocidades é v1 = v2.
(b) Se o sistema for comprimido mecanicamente, ocasionando um aumento da pressão, o que acontecerá com o número total de moléculas? Justifique.

Passo 1

Beleza, aqui a questão é sobre equilíbrio químico e como ele reage a uma mudança de pressão. A gente sabe que, no equilíbrio, a velocidade da reação direta ( v1) é igual à da inversa ( v2). O conteúdo que vamos usar envolve:
  • Lei dos gases ideais ( PV = nRT)
  • Como concentração (ou pressão parcial) afeta a velocidade de reação
  • Princípio de Le Chatelier, que diz como o sistema “responde” a perturbações

Passo 2

Quando comprimimos mecanicamente, a gente força a diminuir o volume ( V) do sistema. Pela lei dos gases ideais:
PV = nRT
se T for constante e V cai, a pressão P imediatamente sobe. Isso significa que todas as concentrações (ou pressões parciais) dos gases aumentam.

Passo 3

Na cinética química, a velocidade de reação depende da concentração (ou pressão) dos reagentes. Para uma reação genérica
aA + bB ;<=ftharpoons; cC + dD
as velocidades direta e inversa são, de modo simplificado,
v1 = k1,[A]^a,[B]^be v2 = k2,[C]^c,[D]^d
Quando a gente aumenta P, todas as concentrações sobem e, portanto, tanto v1 quanto v2 sobem.

Passo 4

Mas nem sempre elas sobem do mesmo jeito. Se o número total de moléculas gasosas do lado dos produtos, c+d, for diferente de a+b, então o aumento em v1 e em v2 não será proporcional. Aí entra o princípio de Le Chatelier:
“Se eu perturbo ([…) aumento a pressão], o sistema reage de um jeito que minimize esse choque.”
Ou seja, o equilíbrio vai se deslocar para o lado que tenha menos moléculas de gás, porque assim o efeito do aumento de pressão é reduzido.

Passo 5

Como o sistema desloca para o lado com menor número de moléculas gasosas, o número total de moléculas em equilíbrio diminui até que as velocidades direta e inversa voltem a ser iguais ( v1 = v2) no novo ponto de equilíbrio.

Resposta

O número total de moléculas diminui, pois o sistema se desloca para o lado com menor quantidade de gás, de acordo com o princípio de Le Chatelier, reduzindo assim o aumento de pressão imposto pela compressão.

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