Preveja a direção na qual o equilíbrio irá se deslocar quando cada uma das mudanças ocorrerem.
A temperatura diminui
Passo 1
O enunciado dá a reação e pede para prever para que lado o equilíbrio se desloca quando a temperatura diminui. Informações fornecidas:
- Reação: .
- Variação de entalpia padrão:
. - Mudança: a temperatura diminui.
O que é pedido: indicar a direção do deslocamento do equilíbrio (para a direita, favorecendo, ou para a esquerda, favorecendo ), e explicar por quê.
Passo 2
Entendendo o sinal de
. Aqui
significa que a reação no sentido direto (de
para
) é endotérmica — ou seja, absorve calor. Em linguagem bem prática: o calor é “consumido” quando se forma
a partir de
. Uma forma útil de pensar é escrever simbolicamente o calor como se fosse um reagente do lado esquerdo para o processo direto:
Isso deixa claro: retirar calor (diminuir a temperatura) é como retirar um reagente do lado esquerdo — o sistema tende a reagir no sentido que compense essa mudança.
Passo 3
Aplicando o princípio de Le Châtelier (explicado passo a passo). A ideia do princípio é simples: se você impõe uma mudança num sistema em equilíbrio, o sistema reage no sentido que tende a reduzir o efeito dessa mudança.
- Aqui a mudança é a diminuição da temperatura (remoção de calor).
- O sistema reage produzindo calor para contrariar a queda de temperatura.
- A produção de calor ocorre pela direção exotérmica da reação. Como o sentido direto é endotérmico, o sentido inverso (formação de
a partir de ) é exotérmico.
Logo, o equilíbrio desloca-se para a esquerda, favorecendo a formação de.
Passo 4
Um pouco mais formal (fórmula que relaciona
e
). Para consolidar a intuição, existe a equação de van ’t Hoff:
onde
-
é a constante de equilíbrio (adimensional), -
é a temperatura em kelvin, -
é a constante dos gases ideais ( ), -
é a entalpia padrão da reação (em joules por mol).
Como(reação direta endotérmica), o termo do lado direito é positivo, o que significa que aumenta com : aumentando aumenta ; portanto diminuindo diminui . Para esta reação, a expressão de equilíbrio é
então uma diminuição de
implica que, no novo equilíbrio, a razão
será menor — isto é, haverá relativamente mais
e menos
. Isso confirma a conclusão do passo anterior.
Passo 5
Resumo prático para a prova (como responder rápido e certo):
- Diga que a reação direta é endotérmica porque
. - Pelo princípio de Le Châtelier, ao diminuir
o equilíbrio desloca-se no sentido exotérmico (reação inversa), produzindo calor. - Conclusão curta: desloca-se para a esquerda, formando mais
e consumindo . Dica: pode mencionar também que o valor de diminui quando diminui para uma reação endotérmica.
Resposta
O equilíbrio desloca-se para a esquerda, favorecendo a formação de
(há aumento de
e diminuição de
); o valor da constante de equilíbrio
diminui.