Questão 4 (8 pontos)

O cheiro característico do peixe é proveniente de aminas como a metilamina \mathrm{CH}_{3} \mathrm{NH}_{2}, formadas durante a decomposição de proteínas.
A metilamina é uma substância gasosa solúvel em água. Em solução aquosa ocorre o equilíbrio:
\mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{2}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftarrows \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{3}{ }^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})
a) 3 pontos - Qual será o efeito da adição de vinagre ou limão (soluções ácidas) no equilíbrio?
Explique.
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b) 3 pontos - Sendo a reação direta exotérmica, qual será o efeito no equilíbrio da diminuição da temperatura?
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c) 2 pontos - Escreva a expressão da constante de equilíbrio para a reação.
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Passo 1

O enunciado trata do equilíbrio ácido–base em solução aquosa de metilamina, representado por
\mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_2(\text{aq}) + \mathrm{H}_2\mathrm{O}(\text{l}) \rightleftarrows \mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_3^+(\text{aq}) + \mathrm{OH}^-(\text{aq}).
O conteúdo principal é o Princípio de Le Châtelier e a influência de concentração e temperatura num equilíbrio químico.

Passo 2

Ao adicionar vinagre ou suco de limão estamos fornecendo prótons \mathrm{H}^+. Esses prótons reagem com os \mathrm{OH}^- do equilíbrio, formando água. Como isso diminui a concentração de \mathrm{OH}^-, o sistema, segundo Le Châtelier, desloca-se no sentido de repor \mathrm{OH}^-, ou seja, para a direita, favorecendo a formação de \mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_3^+.

Passo 3

Como a reação direta (formação de \mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_3^+ e \mathrm{OH}^-) é exotérmica, uma diminuição de temperatura equivale a remover calor. Pelo Princípio de Le Châtelier, o equilíbrio desloca-se no sentido que produz calor, isto é, também para a direita, aumentando a quantidade de produtos.

Passo 4

A expressão da constante de equilíbrio K para essa reação, escrevendo as concentrações molares dos species aquosos, é:
K = \frac{\bigl[\mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_3^+\bigr] \,\bigl[\mathrm{OH}^-\bigr]}{\bigl[\mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_2\bigr]}.

Resposta

a) O equilíbrio desloca-se para a direita, formandose mais \mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_3^+.
b) A diminuição da temperatura desloca o equilíbrio para a direita.
c) \displaystyle K = \frac{[\mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_3^+]\,[\mathrm{OH}^-]}{[\mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_2]}

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