Qual a influência dos íons
e
sobre o equilíbrio dos íons cromato
e dicromato
?
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a influência dos íons
e
sobre o equilíbrio entre os íons cromato e dicromato. Informações relevantes que o enunciado dá ou que são óbvias e úteis para resolver:
- As espécies envolvidas são
(cromato) e (dicromato). - Os íons
(ácido) e (base) podem ser adicionados à solução e alteram o pH. - Em química de equilíbrio, mudanças de concentração de reagentes/produtos e do pH podem deslocar o equilíbrio (isso vamos usar na resolução).
Passo 2
Escrevemos a reação de equilíbrio que relaciona claramente as espécies (esta é a equação chave que descreve a conversão entre cromato e dicromato):
Explanação da equação:
- À esquerda temos duas moléculas de
e duas de . - À direita aparece o íon dicromato
e água . - A estequiometria diz que cada duas unidades de cromato precisam de dois prótons para formar um dicromato + uma água.
Passo 3
Definimos a constante de equilíbrio e interpretamos suas variáveis — isso nos permite ver quantitativamente como
atua:
Explicação dos símbolos:
-
é a concentração de dicromato em mol·L^{-1}. -
é a concentração do cromato. -
é a concentração de prótons (medida do pH). -
é a constante de equilíbrio (fixa a uma dada temperatura). Para entender o efeito qualitativo não precisamos do valor numérico de , apenas da forma da expressão.
Passo 4
Usamos o princípio de Le Châtelier (explicado passo a passo) para prever como o equilíbrio reage a alterações:
- Le Châtelier diz: se perturbarmos um equilíbrio em um sistema fechado, o sistema ajusta-se para minimizar essa perturbação.
- Se aumentarmos
(ou seja, adicionarmos ácido), o denominador da expressão de aumenta. Para manter a igualdade com a mesma , o numerador deve aumentar — isto é, aumenta. Conclusão: adicionar desloca o equilíbrio para a direita, formando mais . - Intuição química: prótons protonam espécies do sistema e facilitam a condensação de dois cromatos em um dicromato (repare na estequiometria da reação).
Passo 5
Agora a influência de
(explicada com reação e consequência):
- A adição de
reage imediatamente com conforme
reduzindo
efetivo na solução.
- Pela expressão de
, uma queda em diminui o denominador, portanto para manter constante o numerador deve diminuir — ou seja, diminui. Conclusão: adicionar desloca o equilíbrio para a esquerda, favorecendo . - Em palavras simples: base retira prótons, e sem prótons a reação volta a favorecer o cromato.
Passo 6
Observação prática e sinalização visual (útil para provas e laboratório):
- Solução rica em
tem cor amarela (cromato). - Solução rica em
tem cor alaranjada (dicromato). - Assim, se você acrescentar ácido a uma solução amarela, ela tende a ficar alaranjada (formação de dicromato). Se acrescentar base a uma solução alaranjada, ela tende a ficar amarela (reconversão em cromato).
- Um lembrete sobre pH: em meio ácido (baixo
grande?) — cuidado: baixo pH significa grande — o dicromato é favorecido; em meio básico (alto pH, pequeno) o cromato é favorecido.
Passo 7
Resumo operacional que você pode usar na prova ou no laboratório (passo a passo mental):
- Quer formar mais
? Adicione ácido ( ). Resultado: equilíbrio desloca-se para a direita. - Quer formar mais
? Adicione base ( ), que neutraliza . Resultado: equilíbrio desloca-se para a esquerda. - Sempre explique sua previsão citando a equação de equilíbrio e/ou a expressão de
(isso mostra que você entendeu o mecanismo).
Resposta
A adição de
: desloca o equilíbrio para a direita, favorecendo a formação de
(dicromato; solução tende a ficar alaranjada).
A adição de
: neutraliza
e desloca o equilíbrio para a esquerda, favorecendo
(cromato; solução tende a ficar amarela).