Em um experimento que verificava o estado de equilíbrio nos processos reversíveis, o etanoato de etila foi sintetizado por meio da seguinte reação química:
etanóico + etanol \rightleftarrows etanoato de etila + água
Admita que, nesse experimento, \mathrm{T}=25^{\circ} \mathrm{C}, \mathrm{P}=1 \mathrm{~atm} e \mathrm{K}_{\mathrm{C}}=4,00.
Quatro amostras, retiradas aleatoriamente da mistura reacional, foram submetidas à análise para determinar a quantidade de matéria de cada uma das substâncias presentes. Os resultados em mol/L estão indicados na tabela a seguir:
AMOSTRA etanóico etanol etanoato de etila água
W 0,04 0,01 0,08 0,02
x 0,01 0,05 0,06 0,01
Y 0,04 0,01 0,04 0,04
Z 0,01 0,02 0,04 0,02
A amostra que ainda não atingiu o estado de equilíbrio é:
a) W
b) X
c) Y
d) Z

Passo 1

O enunciado apresenta a reação de equilíbrio
\text{ácido etanoico} + \text{etanol} \rightleftarrows \text{etanoato de etila} + \text{água}áá
à temperatura de 25^\circ\text{C}, pressão de 1,atm e constante de equilíbrio K_C = 4{,}00. Foram dadas quatro amostras com concentrações em mol/L de cada espécie e precisamos descobrir qual delas ainda não atingiu o equilíbrio.

Passo 2

Para qualquer sistema químico da forma
\ce{A + B <=> C + D}
o quociente de reação é
Q_C = \frac{[C]\,[D]}{[A]\,[B]}
e o estado de equilíbrio ocorre quando Q_C = K_C.

Passo 3

Calcular Q_C para a amostra W:
Q_C = \frac{[\,\text{etanoato de etila}\,]\,[\,\text{água}\,]}{[\,\text{ácido etanoico}\,]\,[\,\text{etanol}\,]} = \frac{0{,}08 \times 0{,}02}{0{,}04 \times 0{,}01} = \frac{0{,}0016}{0{,}0004} = 4{,}0áá
Como Q_C = K_C, W está em equilíbrio.

Passo 4

Calcular Q_C para a amostra X:
Q_C = \frac{0{,}06 \times 0{,}01}{0{,}01 \times 0{,}05} = \frac{0{,}0006}{0{,}0005} = 1{,}2
Aqui Q_C \neq K_C, logo X ainda não atingiu equilíbrio.

Passo 5

Calcular Q_C para as amostras Y e Z de forma análoga:
Y:
Q_C = \frac{0{,}04 \times 0{,}04}{0{,}04 \times 0{,}01} = 4{,}0
Z:
Q_C = \frac{0{,}04 \times 0{,}02}{0{,}01 \times 0{,}02} = 4{,}0
Em ambos Q_C = K_C, portanto Y e Z estão em equilíbrio.

Resposta

b) X

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