Num recipiente fechado é realizada a seguinte reação a temperatura constante:
(a) Sendo
a velocidade da reação direta e
a velocidade da reação inversa, qual a relação
no equilíbrio? Justifique.
(b) Se o sistema for comprimido mecanicamente, ocasionando um aumento
da pressão, o que acontecerá com o número total de moléculas? Justifique.
(b) Se o sistema for comprimido mecanicamente, ocasionando um aumento
da pressão, o que acontecerá com o número total de moléculas? Justifique.
Passo 1
O enunciado descreve a reação gasosa a temperatura constante
e pede:
a) a relação no equilíbrio, onde
e
são, respectivamente, as velocidades direta e inversa;
b) o que ocorre com o número total de moléculas se o sistema for comprimido (aumento de pressão).
a) a relação
b) o que ocorre com o número total de moléculas se o sistema for comprimido (aumento de pressão).
Passo 2
Para a parte (a), lembramos que numa reação em equilíbrio dinâmico a velocidade da reação direta iguala a da inversa, ou seja,
Logo,
Se quisermos relacionar isso aos constantes de velocidade e às concentrações, escrevemos
e no equilíbrio
implica
o que define a constante de equilíbrio
Mas, em última análise, a razão das velocidades no ponto de equilíbrio é unidade.
Passo 3
Para a parte (b), aplicamos o princípio de Le Chatelier: ao aumentar a pressão total de um sistema gasoso, o equilíbrio desloca-se para o lado que tiver menor número de mols de gás. Na reação temos 1 mol de
mais 0,5 mol de
no lado dos reagentes (total 1,5 mol) e 1 mol de
no lado dos produtos. Como 1 mol < 1,5 mol, o equilíbrio desloca-se para a formação de
, diminuindo o número total de moléculas gasosas até restabelecer o equilíbrio.
Resposta
(a)
no equilíbrio, pois as velocidades direta e inversa se igualam.
(b) O número total de moléculas diminui, pois o sistema se desloca para o lado de menor quantidade de gás (formação de ).
(b) O número total de moléculas diminui, pois o sistema se desloca para o lado de menor quantidade de gás (formação de