Para a reação entre gases ideais
, afirme se o equilíbrio se desloca para a direita, para a esquerda, ou não se desloca, quando é feita cada uma das seguintes mudanças em uma mistura em equilíbrio a
. Você pode consultar os dados do Apêndice.
é diminuído a
constante.
Passo 1
O enunciado pede: para a reação
, diga se o equilíbrio se desloca para a direita, para a esquerda, ou não se desloca quando a temperatura
é diminuída mantendo a pressão
constante.
Informações fornecidas que vamos usar: a reação em equilíbrio dada acima; a perturbação é a diminuição de (temperatura) com
constante; estamos em condições de gases ideais e o sistema responde segundo os princípios do equilíbrio químico.
Informações fornecidas que vamos usar: a reação em equilíbrio dada acima; a perturbação é a diminuição de
Passo 2
Entendendo a regra prática (Princípio de Le Châtelier) — a ideia básica: quando um sistema em equilíbrio é perturbado, ele responde no sentido de reduzir essa perturbação. Aplicações comuns: se você adiciona reagente, o equilíbrio tende a consumir esse excesso; se aumentar a pressão, o equilíbrio tende a reduzir o número de mols gasosos, etc. Para a temperatura, a regra é: se a temperatura diminui, o equilíbrio se desloca para o lado que libera calor (o sentido exotérmico), porque isso compensa a remoção de energia térmica; se a temperatura aumenta, o equilíbrio favorece o sentido endotérmico (que absorve calor). Vou explicar isso com um pouco de fórmula também para quem gosta de ver o raciocínio químico mais formal.
Passo 3
Identificar qual lado é exotérmico ou endotérmico. Pense quimicamente: a reação escrita para a direita
é a decomposição da molécula
em
e
. Geralmente a formação de ligações (formar
a partir de
) libera energia — é exotérmica. Portanto a decomposição (o sentido para a direita) é endotérmica (absorve calor). Em termos de entalpia padrão, isso significa que a variação de entalpia da reação escrita para a direita é positiva:
(interpretando: a reação direta consome calor).
Passo 4
Conectar com o efeito da diminuição de temperatura. Pela regra de Le Châtelier: se diminuirmos
, o sistema favorece o sentido que gera calor (o exotérmico) para compensar a queda de temperatura. Como a formação de
(o sentido para a esquerda) é exotérmica, ao esfriar o equilíbrio vai deslocar-se para a esquerda, produzindo mais
e consumindo
e
.
Passo alternativo, um pouco mais formal (sem cálculos): pela equação de Van ’t Hoff
se
(reação endotérmica no sentido direto) então
cresce com
; assim, se
diminui,
diminui, o que corresponde a um deslocamento do equilíbrio no sentido que reduz a razão
— isto é, desloca-se para a esquerda (formando mais
). Essa é a mesma conclusão da intuição de Le Châtelier.
Resposta
Desloca-se para a esquerda (formação de
).