QUESTÃO 10: Uma reação importante na formação de smog é
(a) Se as concentrações iniciais são
,
e
, o sistema está em equilíbrio? Se não estiver em equilíbrio, em que direção a reação prossegue?
(b) Se a temperatura for aumentada, como em um dia muito quente, as concentrações dos produtos aumentarão ou diminuirão? Use os dados do Apêndice C (SIGAA) para verificar se a reação é exotérmica ou endotérmica.
(b) Se a temperatura for aumentada, como em um dia muito quente, as concentrações dos produtos aumentarão ou diminuirão? Use os dados do Apêndice C (SIGAA) para verificar se a reação é exotérmica ou endotérmica.
Passo 1
O enunciado dá a reação
com
. Na parte (a) queremos saber se, dadas as concentrações iniciais
,
,
e
mol L^{-1}, o sistema está em equilíbrio ou não, comparando o quociente de reação
com
. Na parte (b) avaliamos o efeito do aumento de temperatura com base no sinal de
da reação (usando dados de entalpia padrão de formação do Apêndice C) e aplicamos o princípio de Le Chatelier.
Passo 2
Calculamos o quociente de reação
Substituindo os valores:
Passo 3
Comparamos
e
. Como
o sistema ainda gera produtos para atingir o equilíbrio, ou seja, a reação prossegue no sentido direto (formação de
e
).
Passo 4
Para saber se a reação é exotérmica ou endotérmica, usamos as entalpias padrão de formação
do Apêndice C:
kJ/mol,
kJ/mol,
kJ/mol, e
.
Então
Então
logo a reação é fortemente exotérmica.
Passo 5
Pelo princípio de Le Chatelier, aumentar a temperatura em uma reação exotérmica desloca o equilíbrio no sentido endotérmico (reagentes), diminuindo as concentrações dos produtos.
Resposta
(a) Não está em equilíbrio, pois
; a reação prossegue no sentido direto (formação de
e
).
(b) A reação é exotérmica ( kJ/mol); elevando a temperatura o equilíbrio se desloca para os reagentes, diminuindo as concentrações de
e
.
(b) A reação é exotérmica (