Segundo Le Chatelier, quando um sistema em equilíbrio dinâmico sofre uma perturbação externa o sistema se desloca no sentido de reestabelecer um novo equilíbrio. Um exemplo muito comum é a decomposição do tetróxido de dinitrogênio em dióxido de nitrogênio, conforme a reação:
\mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{4(\mathrm{~g})} \leftrightarrow 2 \mathrm{NO}_{2(\mathrm{~g})} \quad \Delta \mathrm{H}=+57 \mathrm{~kJ}
Assinale a alternativa incorreta:
a) A utilização de um catalisador não afeta o equilíbrio.
b) Aumentando a concentração de \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{4}, o equilíbrio desloca-se para a direita.
c) Diminuindo o volume do sistema o equilíbrio desloca-se para a direita.
d) Diminuindo a pressão do sistema o equilíbrio desloca-se para a esquerda.
e) Aumentando a temperatura do sistema o equilíbrio desloca-se para a esquerda.

Passo 1

O enunciado fornece a reação e pede para assinalar a alternativa incorreta. Informações do enunciado:
  • Reação: \mathrm{N}_2\mathrm{O}_{4(\mathrm{g})} \leftrightarrow 2\,\mathrm{NO}_{2(\mathrm{g})}.
  • Variação de entalpia: \Delta H = +57\\ \mathrm{kJ} (valor dado no enunciado).
  • Pergunta: identificar qual das alternativas (a)–(e) é incorreta.
As alternativas são:
a) A utilização de um catalisador não afeta o equilíbrio.
b) Aumentando a concentração de \mathrm{N}_2\mathrm{O}_4, o equilíbrio desloca-se para a direita.
c) Diminuindo o volume do sistema o equilíbrio desloca-se para a direita.
d) Diminuindo a pressão do sistema o equilíbrio desloca-se para a esquerda.
e) Aumentando a temperatura do sistema o equilíbrio desloca-se para a esquerda.

Passo 2

Recap rápido e intuitivo da regra de Le Chatelier (pra gente ficar combinado):
  • Se um sistema em equilíbrio sofre uma perturbação (mudança de concentração, pressão/volume, temperatura), o sistema reage no sentido de minimizar essa perturbação.
  • Para reações gasosas, variação de pressão/volume tende a deslocar o equilíbrio para o lado com menos ou mais moléculas gasosas, dependendo se a pressão sobe ou desce:
    • Aumentar a pressão (por exemplo, diminuir volume) favorece o lado com menos mols gasosos.
    • Diminuir a pressão (por exemplo, aumentar volume) favorece o lado com mais mols gasosos.
  • Um catalisador acelera as duas direções da reação, portanto não muda a posição de equilíbrio (só faz chegar lá mais rápido).
  • Efeito da temperatura depende do sinal de \Delta H:
    • Se \Delta H>0 (endotérmica no sentido direto), aumentar T favorece a reação direta (absorve calor) — desloca para o lado endotérmico.
    • Se \Delta H<0 (exotérmica no sentido direto), aumentar T favorece a reação inversa.

Passo 3

Analisando a alternativa (a): “A utilização de um catalisador não afeta o equilíbrio.”
Explicação didática: um catalisador reduz a energia de ativação tanto da reação direta quanto da inversa, aumentando as velocidades de ambos os sentidos na mesma proporção. A posição de equilíbrio — definida pela constância das taxas relativas e pelo valor de K — não muda.
Conclusão: a) é correta (logo não é a alternativa incorreta).

Passo 4

Analisando a alternativa (b): “Aumentando a concentração de \mathrm{N}_2\mathrm{O}_4, o equilíbrio desloca-se para a direita.”
Raciocínio passo a passo: ao adicionar mais reagente \mathrm{N}_2\mathrm{O}_4 o sistema tende a consumir esse excesso formando produtos; portanto o equilíbrio desloca-se no sentido de produzir mais \mathrm{NO}_2, isto é, para a direita.
Conclusão: b) é correta.

Passo 5

Entender a estequiometria para os itens sobre pressão/volume: na reação \mathrm{N}_2\mathrm{O}_4 \leftrightarrow 2\,\mathrm{NO}_2 \,1 mol gasoso do lado esquerdo e \,2 mols gasosos do lado direito. Assim:
  • Lado com menos mols gasosos: o lado esquerdo ( \mathrm{N}_2\mathrm{O}_4).
  • Lado com mais mols gasosos: o lado direito ( 2\,\mathrm{NO}_2).

Passo 6

Analisando a alternativa (c): “Diminuindo o volume do sistema o equilíbrio desloca-se para a direita.”
Passemos pela lógica: diminuir o volume => a pressão do gás aumenta. Segundo Le Chatelier, o sistema responde favorecendo o lado com menos mols gasosos (para reduzir a pressão). Aqui o lado com menos mols é o lado esquerdo ( \mathrm{N}_2\mathrm{O}_4). Logo, ao diminuir o volume espera-se um deslocamento para a esquerda, NÃO para a direita.
Conclusão: c) está incorreta.

Passo 7

Analisando a alternativa (d): “Diminuindo a pressão do sistema o equilíbrio desloca-se para a esquerda.”
Lógica: diminuir a pressão é equivalente, em geral, a aumentar o volume; o sistema então favorece o lado com mais mols gasosos para aumentar a pressão de volta. Aqui o lado com mais mols é o direito ( 2\,\mathrm{NO}_2). Portanto, diminuindo a pressão o equilíbrio desloca-se para a direita, não para a esquerda. A frase dada afirma o contrário, logo está errada.
Conclusão: d) está incorreta.

Passo 8

Analisando a alternativa (e): “Aumentando a temperatura do sistema o equilíbrio desloca-se para a esquerda.”
Primeiro identificar o caráter térmico da reação direta: o enunciado deu \Delta H = +57\\ \mathrm{kJ}. Isso significa que a reação direta ( \mathrm{N}_2\mathrm{O}_4 \to 2\,\mathrm{NO}_2) é endotérmica — ela absorve calor. Pela regra de Le Chatelier, aumentar a temperatura (ou seja, fornecer calor) favorece a reação que consome calor, isto é, a reação endotérmica direta. Portanto aumentar T desloca o equilíbrio para a direita, não para a esquerda. A alternativa (e) afirma o oposto, logo também está incorreta.
Conclusão: e) está incorreta.

Passo 9

Síntese final do raciocínio:
  • a) correta.
  • b) correta.
  • c) incorreta (diminuir volume deslocaria para a esquerda).
  • d) incorreta (diminuir pressão deslocaria para a direita).
  • e) incorreta (aumentar temperatura desloca para a direita porque a reação direta é endotérmica).

Resposta

c)
d)
e)

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