O hidrogênio molecular pode ser obtido, industrialmente, pelo tratamento do metano com vapor de água. O processo envolve a seguinte reação endotérmica:
\mathrm{CH}_{4(\mathrm{~g})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} \leftrightarrows \mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}+3 \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} \quad \Delta \mathrm{H}>0
Considerando o sistema em equilíbrio responda:
Como a presença de catalisador pode afetar o equilíbrio?

Passo 1

O enunciado descreve a reação endotérmica
\mathrm{CH}_{4\,(g)} + \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{\,(g)} \;\leftrightarrows\; \mathrm{CO}_{\,(g)} + 3\,\mathrm{H}_{2\,(g)}
em que \Delta H>0. Queremos saber como a adição de um catalisador afeta esse sistema em equilíbrio. Vamos usar conceitos de cinética e de equilíbrio químico.

Passo 2

Um catalisador é uma substância que diminui a energia de ativação das reações direta e inversa, acelerando ambas as velocidades sem ser consumido. Em termos de diagrama energético, o pico de ativação cai igualmente para o avanço e para o retrocesso da reação.

Passo 3

Como o catalisador acelera simetricamente a velocidade da reação direta e da inversa, ele faz com que o sistema atinja o equilíbrio mais rapidamente. No entanto, ele não altera as energias dos reagentes ou produtos em si e, portanto, não muda a constante de equilíbrio K nem a composição de equilíbrio.

Resposta

A presença de catalisador não desloca a posição de equilíbrio nem altera a constante de equilíbrio; ela apenas faz o sistema atingir o equilíbrio mais rapidamente.

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