(Ime 2017) Considere a reação, em equilíbrio, de produção do alvejante gasoso dióxido de cloro, que ocorre em um sistema reacional:
\mathrm{C}_{\ell(\mathrm{g})}+2 \mathrm{NaC}_{\ell} \mathrm{O}_{2(\mathrm{~s})} \rightleftarrows 2 \mathrm{C}_{\ell} \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{NaC} \ell_{(\mathrm{s})}
Nessa situação, assinale a alternativa correta.
a) A adição de mais clorito de sódio ao sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir mais alvejante gasoso.
b) A razão entre as constantes de equilíbrio K_{P} / K_{C} é igual a 0,0820568 \cdot T, em que T é a temperatura do sistema reacional, medida em kelvin.
c) A retirada parcial de cloreto de sódio do sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir menos alvejante gasoso.
d) A constante de equilíbrio \mathrm{K}_{P} é igual à constante de equilíbrio \mathrm{K}_{C}.

Passo 1

O enunciado trata de uma reação em equilíbrio químico em que há gases e sólidos:
\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{g})} + 2\,\mathrm{NaClO}_{2(\mathrm{s})} \rightleftarrows 2\,\mathrm{ClO}_{2(\mathrm{g})} + 2\,\mathrm{NaCl}_{(\mathrm{s})}.
O conteúdo é constante de equilíbrio e a diferença entre \,K_C e \,K_P, sabendo que apenas as espécies gasosas entram nas expressões de K.

Passo 2

Para a constante de equilíbrio em termos de concentrações, só entram os gases. Logo,
K_C = \frac{[\mathrm{ClO}_2]^2}{[\mathrm{Cl}_2]}.
As fases sólidas não aparecem porque têm atividade unitária.

Passo 3

Para a constante em termos de pressões parciais, temos
K_P = \frac{(P_{\mathrm{ClO}_2})^2}{P_{\mathrm{Cl}_2}}.
A relação entre K_P e K_C é
K_P = K_C\,(R\,T)^{\Delta n},
onde \Delta n é a variação do número de mols gasosos (produtos menos reagentes): \Delta n = 2 - 1 = 1.

Passo 4

Como \Delta n = 1, segue-se que
\frac{K_P}{K_C} = R\,T.
Usando R = 0,0820568\;\mathrm{L\;atm\;mol^{-1}K^{-1}}, obtemos exatamente
\frac{K_P}{K_C} = 0,0820568\,T.

Passo 5

Alternativa (a): adicionar sólido não afeta o equilíbrio porque sólidos não entram em K. Falsa.
Alternativa (c): retirar sólido também não altera o equilíbrio. Falsa.
Alternativa (d): K_P\neq K_C pois \Delta n\neq0. Falsa.

Resposta

b) A razão entre as constantes de equilíbrio K_{P}/K_{C} é igual a 0,0820568\cdot T.

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