Responda adequadamente à questão proposta a seguir, e de como resposta a soma dos números associados as afirmações corretas
Considere os sistemas químicos descritos a seguir:
I. Uma mistura de hidrogênio, iodo e iodeto de hidrogênio é introduzida num recipiente aquecido a 783 K . Cada um dos componentes da mistura encontra-se no estado gasoso e na concentração de 2,0 \cdot 10^{-3} \mathrm{~mol} \cdot \mathrm{~L}^{-1}.
Nesse sistema ocorre a reação: \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{I}_{2(\mathrm{~g})} \leftrightarrow 2 \mathrm{HI}(\mathrm{g}), cuja constante de equilíbrio é igual a 46.
II. Uma mistura de \mathrm{N}_{2(\mathrm{~g})}, \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} e \mathrm{NO}(\mathrm{g}) é introduzida num recipiente aquecido a 800 K .
A concentração de cada um dos seus componentes é igual a 2,0 \cdot 10^{-3} \mathrm{~mol} \cdot \mathrm{~L}^{-1}.
Nesse sistema ocorre a reação: \mathbf{N}_{\mathbf{2}}(\mathbf{g})+\mathbf{O}_{\mathbf{2}}(\mathbf{g}) \leftrightarrow \mathbf{2 N O}(\mathbf{g}), cuja constante de equilíbrio é igual a 3,40 \cdot 10^{-21}.
Sobre os sistemas I e II, é correto afirmar:
(1) As constantes de equilíbrio indicam que a velocidade da reação no sistema I é maior que a velocidade da reação no sistema II.
(2) Quando o sistema I atinge o estado de equilíbrio, predomina a espécie HI.
(4) Quando o sistema II atinge o estado de equilíbrio, predomina a espécie NO.
(8) No sistema I, ocorre o consumo de gás hidrogênio até que o estado de equilíbrio seja atingido.
(16) No sistema II, a concentração do gás nitrogênio aumenta até que o estado de equilíbrio seja atingido.
(32) No sistema II, após o equilíbrio ser atingido, a concentração de oxigênio é igual à concentração de nitrogênio.
2+8+16+32=58

Passo 1

O enunciado traz dois equilíbrios gasosos com mesmas concentrações iniciais \bigl[H_2\bigr]=\bigl[I_2\bigr]=\bigl[HI\bigr]=2{,}0\times10^{-3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}} no sistema I (reação \mathrm{H_2+I_2\leftrightarrow2HI}, K=46) e \bigl[N_2\bigr]=\bigl[O_2\bigr]=\bigl[NO\bigr]=2{,}0\times10^{-3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}} no sistema II (reação \mathrm{N_2+O_2\leftrightarrow2NO}, K=3{,}40\times10^{-21}). Vamos usar o quociente de reação
Q=\frac{[\text{produtos}]^{\nu_{\text{prod}}}}{[\text{reagentes}]^{\nu_{\text{rea}}}}
para ver em que sentido cada sistema se desloca até o equilíbrio, e assim julgar cada afirmação.

Passo 2

No sistema I calculamos
Q_I=\frac{[HI]^2}{[H_2]\,[I_2]} =\frac{(2{,}0\times10^{-3})^2}{(2{,}0\times10^{-3})(2{,}0\times10^{-3})} =1.
Como Q_I=1<K=46, o sistema se desloca para a direita (formação de HI), consumindo H_2 e I_2 até atingir o equilíbrio. Consequência: [HI] aumenta e [H_2] diminui.

Passo 3

Daí, no sistema I:
– A afirmação (2) (“predomina HI em equilíbrio”) é verdadeira, pois formamos mais HI.
– A afirmação (8) (“ocorre consumo de H_2 até o equilíbrio”) também é verdadeira.
– A afirmação (1) (“ K indica velocidade maior em I”) é falsa, pois constante de equilíbrio não diz nada sobre velocidade.

Passo 4

No sistema II calculamos
Q_{II}=\frac{[NO]^2}{[N_2]\,[O_2]} =\frac{(2{,}0\times10^{-3})^2}{(2{,}0\times10^{-3})(2{,}0\times10^{-3})} =1.
Como Q_{II}=1>K=3{,}40\times10^{-21}, o sistema se desloca para a esquerda (consome NO, forma N_2 e O_2) até o equilíbrio.

Passo 5

Com isso, no sistema II:
– A afirmação (4) (“predomina NO”) é falsa, pois NO é consumido.
– A afirmação (16) (“concentração de N_2 aumenta”) é verdadeira.
– A afirmação (32) (“em equilíbrio [O_2]=[N_2]”) é verdadeira, já que ambos são formados na mesma proporção.

Passo 6

As afirmações corretas são (2), (8), (16) e (32). Somando os números associados:
2 + 8 + 16 + 32 = 58.

Resposta

58

Exercícios relacionados