O ozônio é formado quando o oxigênio é submetido a alguns tipos de radiação ultravioleta por meio da seguinte reação endotérmica:
Considerando o Princípio de Le Chatelier, diga qual(is) da(s) situação(ões) abaixo favorecem a formação do ozônio:
a) Aumento da temperatura.
b) Diminuição da temperatura.
c) Aumento da pressão.
d) Diminuição da pressão.
a) Aumento da temperatura.
b) Diminuição da temperatura.
c) Aumento da pressão.
d) Diminuição da pressão.
Passo 1
O enunciado nos dá a reação (endotérmica) de formação do ozônio a partir do oxigênio:
E pergunta quais das situações abaixo favorecem a formação de
:
a) Aumento da temperatura.
b) Diminuição da temperatura.
c) Aumento da pressão.
d) Diminuição da pressão.
a) Aumento da temperatura.
b) Diminuição da temperatura.
c) Aumento da pressão.
d) Diminuição da pressão.
Passo 2
Vamos lembrar o Princípio de Le Chatelier de forma prática e direta: quando um sistema em equilíbrio é perturbado (por exemplo mudando temperatura, pressão ou concentração), o sistema reage deslocando o equilíbrio na direção que tende a contrariar essa perturbação. Em linguagem amigo-de-estudo: se você “força” calor sobre um equilíbrio, ele vai tentar “consumir” esse calor movendo-se para a direção que absorve calor; se você aumenta a pressão, ele tende a se mover para o lado com menos moléculas gasosas, etc.
Passo 3
Interpretação da informação “endotérmica” (temperatura):
- A reação foi informada como endotérmica no sentido direto (formação de
absorve calor). Podemos representar isso pedagogicamente como:
- Aplicando Le Chatelier a uma alteração de temperatura:
- Se a temperatura aumenta, há “mais calor” disponível; o equilíbrio desloca-se para o lado que consome calor, isto é, para a direita (formação de
). Logo o aumento de temperatura favorece a formação de ozônio. - Se a temperatura diminui, o sistema tende a produzir calor movendo-se na direção exotérmica (a esquerda, decompondo
em ). Logo a diminuição da temperatura não favorece a formação de ozônio (pelo contrário, favorece a decomposição).
- Se a temperatura aumenta, há “mais calor” disponível; o equilíbrio desloca-se para o lado que consome calor, isto é, para a direita (formação de
Passo 4
Interpretação da alteração de pressão:
- Conte os mols gasosos em cada lado da equação: no lado dos reagentes há
mols gasosos ( ) e no lado dos produtos há mols gasosos ( ). - Pela regra de Le Chatelier para pressão (quando a pressão é mudada por compressão/expansão do volume a temperatura constante): aumentar a pressão favorece a direção que reduz o número total de mols gasosos; diminuir a pressão favorece a direção que aumenta o número de mols gasosos.
- Como o avanço da reação vai de
mols gasosos para mols gasosos, o aumento da pressão favorece a formação de (direção direta). - A diminuição da pressão favorece o sentido inverso (
), portanto não favorece a formação de ozônio.
- Como o avanço da reação vai de
- Observação curta e útil: se a pressão for alterada pela adição de um gás inerte a volume constante, a composição do equilíbrio pode não mudar de forma significativa — aqui estamos interpretando aumento/diminuição de pressão pela compressão/expansão do sistema, que é o caso padrão em questões de Le Chatelier.
Passo 5
Resumo lógico das conclusões (ligando cada alternativa ao efeito sobre a formação de
):
- a) Aumento da temperatura → favorece a formação de
(reação direta é endotérmica). - b) Diminuição da temperatura → não favorece a formação de
(desloca para esquerda). - c) Aumento da pressão → favorece a formação de
(3 mols 2 mols: direção que reduz moles é favorecida). - d) Diminuição da pressão → não favorece a formação de
(favorece o sentido que aumenta moles).
Resposta
a) Favorece.
b) Não favorece.
c) Favorece.
d) Não favorece.
b) Não favorece.
c) Favorece.
d) Não favorece.