O ozônio é formado quando o oxigênio é submetido a alguns tipos de radiação ultravioleta por meio da seguinte reação endotérmica:
3 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightleftharpoons 2 \mathrm{O}_{3(\mathrm{~g})}
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.

Passo 1

O enunciado nos dá a reação (endotérmica) de formação do ozônio a partir do oxigênio:
3\mathrm{O}_{2(\mathrm{g})} \rightleftharpoons 2\mathrm{O}_{3(\mathrm{g})}
E pergunta quais das situações abaixo favorecem a formação de \mathrm{O}_3:
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 \mathrm{O}_3 absorve calor). Podemos representar isso pedagogicamente como:
\text{calor} + 3\mathrm{O}_2 \rightleftharpoons 2\mathrm{O}_3.
  • 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 \mathrm{O}_3). 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 \mathrm{O}_3 em \mathrm{O}_2). Logo a diminuição da temperatura não favorece a formação de ozônio (pelo contrário, favorece a decomposição).

Passo 4

Interpretação da alteração de pressão:
  • Conte os mols gasosos em cada lado da equação: no lado dos reagentes há \,3 mols gasosos ( 3\mathrm{O}_2) e no lado dos produtos há \,2 mols gasosos ( 2\mathrm{O}_3).
  • 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 \,3 mols gasosos para \,2 mols gasosos, o aumento da pressão favorece a formação de \mathrm{O}_3 (direção direta).
    • A diminuição da pressão favorece o sentido inverso ( \mathrm{O}_3 \to \mathrm{O}_2), portanto não favorece a formação de ozônio.
  • 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 \mathrm{O}_3):
  • a) Aumento da temperatura → favorece a formação de \mathrm{O}_3 (reação direta é endotérmica).
  • b) Diminuição da temperatura → não favorece a formação de \mathrm{O}_3 (desloca para esquerda).
  • c) Aumento da pressão → favorece a formação de \mathrm{O}_3 (3 mols \to 2 mols: direção que reduz moles é favorecida).
  • d) Diminuição da pressão → não favorece a formação de \mathrm{O}_3 (favorece o sentido que aumenta moles).

Resposta

a) Favorece.
b) Não favorece.
c) Favorece.
d) Não favorece.

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