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.
Algum
é removido a
e
constantes.
Algum
Passo 1
O enunciado dá a reação em equilíbrio
e pergunta o que acontece com o equilíbrio quando “algum
é removido” mantendo
e
constantes.
Informações relevantes fornecidas:
Informações relevantes fornecidas:
- A reação é a apresentada acima (há 1 mol de gás à esquerda e 2 mols de gás à direita por mol de reação).
- A mudança é a remoção parcial de
(ou seja, redução da sua concentração/pressão parcial). - A temperatura
é mantida constante. - O volume
é mantido constante.
Pergunta a responder: o equilíbrio desloca-se para a direita, para a esquerda, ou não se desloca?
Passo 2
Conceito chave: constante de equilíbrio e quociente de reação.
Definimos o quociente de reação (com concentrações ou pressões parciais) da mesma forma que a constante de equilíbrio
, só que
vale para a situação instantânea e
vale para o equilíbrio a uma dada temperatura. Para esta reação, podemos escrever (usando concentrações molares; a lógica é análoga para pressões parciais)
Definimos o quociente de reação
e, no equilíbrio a temperatura fixa,
Regra prática: se
a reação procede para a direita (produz mais produtos); se
a reação procede para a esquerda (produz mais reagente); se
já está em equilíbrio.
Passo 3
Efeito da remoção de
imediatamente após a operação (antes do reajuste do equilíbrio):
- Ao remover parte de
em e constantes, a concentração diminui instantaneamente. - As concentrações de
e não mudam imediatamente (no instante logo após a remoção). - Assim, o valor instantâneo de
torna-se maior, porque o denominador em
ficou menor. Logo,
aumenta.
Passo 4
Interpretação pelo critério
vs
:
- Antes da remoção estávamos em equilíbrio, então
. - Depois da remoção de
temos (porque diminuiu). - Quando
, o sistema responde consumindo produtos e formando reagente, ou seja, a reação vai no sentido que reduz até que volte a igualar . No nosso caso isso significa reação no sentido inverso (para a esquerda), consumindo e e produzindo .
Passo 5
Le Chatelier, em linguagem simples: tirar reagente “puxa” o equilíbrio no sentido de recompor o reagente perdido. Aqui, ao remover
, o sistema se ajusta formando mais
a partir dos produtos; portanto o deslocamento é para a esquerda.
Passo 6
Observações finais e exemplo numérico simples (para fixar): suponha que inicialmente, no equilíbrio,
,
,
. Então
Se removemos
até
e mantemos momentaneamente os outros valores, então
logo o sistema reage para a esquerda até restaurar
. Resultado: aumento de
relativo ao estado logo após a remoção e diminuição das concentrações de
e
até um novo equilíbrio.
Resposta
Desloca-se para a esquerda.