Preveja a direção na qual o equilíbrio irá se deslocar quando cada uma das mudanças ocorrerem.
A pressão é aumentada a temperatura constante
Passo 1
O enunciado dá a reação e pede para prever a direção do deslocamento do equilíbrio quando a pressão é aumentada à temperatura constante. As informações explícitas são:
- Reação:
. - Variação de entalpia:
. - Condição: a pressão é aumentada mantendo a temperatura constante.
A pergunta é: para qual lado o equilíbrio se desloca (formação deou de ) após o aumento da pressão?
Passo 2
Conceito-chave que vamos usar (explicado com calma): quando um sistema em equilíbrio é perturbado, ele tende a reagir de modo a reduzir a perturbação (Princípio de Le Chatelier). Aqui a perturbação é um aumento da pressão. Para equilibrar uma mudança de pressão, o sistema favorece a direção que reduz a pressão resultante — em termos práticos, a reação que produz menos mols de gás tende a ser favorecida quando a pressão total aumenta. Isso ocorre porque menos mols de gás ocupam menos volume (ou exercem menos pressão), então o deslocamento para o lado com menos mols compensa parcialmente o aumento de pressão.
Passo 3
Contagem de mols gasosos dos lados da reação (etapa crucial e simples):
- Lado esquerdo (reagentes):
tem mol de gás. - Lado direito (produtos):
tem mols de gás.
Portanto, o lado esquerdo tem menos mols gasosos (contra ).
Passo 4
Aplicação direta da ideia: se a pressão total é aumentada por compressão (ou seja, reduz-se o volume a
constante), as pressões parciais dos gases aumentam proporcionalmente. Em termos do quociente de reação em pressão,
é constante a uma dada temperatura. Se, por compressão, todas as pressões parciais inicialmente são multiplicadas por um fator
, então o quociente momentâneo após a compressão fica
Como
, obtemos
. Se inicialmente estávamos em equilíbrio (
), então após a compressão
, e a reação tenderá a deslocar-se no sentido que diminui
, ou seja, no sentido dos reagentes (sentido inverso), consumindo
e formando
. Em palavras: compressão (aumento de pressão via redução de volume) favorece o lado com menos mols de gás — aqui, o lado esquerdo.
Passo 5
Observação importante sobre como a pressão foi aumentada (muito pedido em provas): nem todo aumento de “pressão total” altera o equilíbrio da mesma maneira. Dois casos práticos:
- Se a pressão aumenta por compressão (volume reduzido,
constante): as pressões parciais dos reagentes e produtos aumentam e o equilíbrio desloca-se para o lado com menos mols gasosos (a esquerda, formação de ). - Se a pressão aumenta por adição de um gás inerte a volume constante: as pressões parciais dos gases reagentes não mudam porque
e e dos reagentes permanecem os mesmos; só a pressão total aumenta por causa do gás inerte. Nesse caso, o equilíbrio NÃO se desloca (sem efeito sobre a posição do equilíbrio).
Portanto, é sempre bom atentar qual procedimento físico foi usado para aumentar a pressão.
Passo 6
Comentário sobre a entalpia
: como a temperatura foi mantida constante, o caráter endotérmico da reação não força por si só um deslocamento — o efeito térmico seria relevante se a temperatura mudasse. Aqui a pergunta é apenas sobre aumento de pressão a
constante, então a informação de
não altera a conclusão sobre o efeito da pressão (mas é informação útil se a temperatura também mudasse).
Passo 7
Resumo final, de forma direta e pronta para a prova:
- Se o aumento de pressão ocorrer por compressão (redução do volume) a
constante: o equilíbrio desloca-se para a esquerda, favorecendo a formação de (lado com mol de gás). - Se o aumento de pressão ocorrer por adição de um gás inerte a volume constante: não há mudança na posição do equilíbrio.
Resposta
Compressão (aumento de pressão por redução de volume): desloca-se para a esquerda, formação de
.
Adição de gás inerte a volume constante: sem deslocamento do equilíbrio.
Adição de gás inerte a volume constante: sem deslocamento do equilíbrio.