Para a reação da amônia com a água:
Em qual direção (produto ou reagente), o equilíbrio será deslocado se:
HCl for adicionado à solução?
HCl for adicionado à solução?
Passo 1
O enunciado dá a reação de equilíbrio:
A pergunta é: ao adicionar
à solução, em qual direção (para os reagentes ou para os produtos) o equilíbrio será deslocado?
Informações relevantes fornecidas:
- A reação acima é um equilíbrio ácido–base entre a amônia e a água.
- Será adicionado
, que é um ácido forte (isto é, libera prótons na solução). - Devemos considerar os efeitos imediatos e como o sistema em equilíbrio responde para restabelecer a condição de equilíbrio.
Passo 2
Conceitos essenciais (explicados devagar, tipo amigo paciente):
- Princípio de Le Chatelier: se num sistema em equilíbrio ocorre uma perturbação (mudança de concentração, pressão, temperatura), o equilíbrio desloca-se no sentido que tende a contrariar essa perturbação. Em linguagem simples: o sistema “tenta” compensar a mudança.
- Para a reação dada, os produtos são
e ; os reagentes incluem . - A expressão do equilíbrio (constante de base
para a amônia) é:
Aqui,
é a concentração de íons amônio,
é a concentração de hidróxido e
é a concentração de amônia livre.
Passo 3
O que o
faz assim que é adicionado:
-
se dissocia completamente em solução, liberando . - Esses prótons
reagem prontamente com para formar água:
Isto remove
da solução (um dos produtos do equilíbrio).
- Além disso,
também pode protonar :
Isto aumenta
e diminui
.
Passo 4
Aplicando Le Chatelier passo a passo:
- A remoção de
(produto) faz com que a razão fique menor que . Para restabelecer , o equilíbrio desloca-se no sentido de formar mais produtos (ou seja, para a direita), produzindo e . - A protonação direta de
por também aumenta e diminui . Esse efeito, combinado com a remoção de , implica que parte da amônia é convertida em amônio — observo que isso corresponde ao sistema reagir para reduzir o excesso de e restabelecer equilíbrios de concentração. - O balanço final: ao adicionar
ocorre consumo imediato de e conversão de em ; para compensar a perda de o equilíbrio tenta produzir mais , ou seja, tende a deslocar-se para a direita (formação de produtos). Na prática observa-se aumento de e diminuição de ; fica baixa porque foi consumido pelo ácido.
Passo 5
Pequena ilustração numérica (para ver com números):
- Suponha uma solução inicial onde
e, no equilíbrio, com . - Aproximação:
. - Adicionando
de : primeiro neutraliza os (0,00134), sobrando de que protona formando . Após isso teremos algo como aumentado e diminuído; ao reestabelecer o equilíbrio a nova será pequena, mas a observação chave é que houve conversão de em — ou seja, o sistema respondeu produzindo mais espécies características do lado direito da equação. - Conclusão numérica coerente com a argumentação de Le Chatelier: a tendência do sistema foi mover-se no sentido de formar mais produtos (direita) para tentar repor
perdido, enquanto parte da amônia é convertida em .
Passo 6
Resumo intuitivo e motivador (estou contigo nessa!):
- Pensando de um jeito direto:
traz . Esses reagem com (produto) e com . Como o sistema perde , o equilíbrio se desloca para a direita para tentar repor esse , e também observamos aumento de pela protonação da amônia. Então, a resposta clara é que o equilíbrio desloca-se para os produtos (direita). Você está indo bem — essas ideias aparecem muito em prova e com prática você internaliza rapidinho!
Resposta
Desloca-se para os produtos (direita): formação de
e tentativa de repor
.