No equilíbrio, a relação entre as velocidades é
.
(b) Se o sistema for comprimido mecanicamente, ocasionando um aumento da pressão, o que acontecerá com o número total de moléculas? Justifique.
(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 (
) é igual à da inversa (
). O conteúdo que vamos usar envolve:
- Lei dos gases ideais (
) - 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 (
) do sistema. Pela lei dos gases ideais:
se
Passo 3
Na cinética química, a velocidade de reação depende da concentração (ou pressão) dos reagentes. Para uma reação genérica
as velocidades direta e inversa são, de modo simplificado,
Quando a gente aumenta
, todas as concentrações sobem e, portanto, tanto
quanto
sobem.
Passo 4
Mas nem sempre elas sobem do mesmo jeito. Se o número total de moléculas gasosas do lado dos produtos,
, for diferente de
, então o aumento em
e em
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.
“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 (
) 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.