Num sistema em equilíbrio químico, em temperatura constante, julgue V se verdadeira e F se falsa as afirmações abaixo:
(V) coexistem reagentes e produtos.
(F) há sempre uma única fase envolvida, ou seja, é sempre homogêneo.
(V) existe uma relação constante, apropriadamente calculada, entre as concentrações de reagentes e de produtos.
(V) ocorrem reações químicas opostas, simultâneas, e com mesma rapidez.
(F) há troca de matéria e energia com o ambiente.

Passo 1

O enunciado pede para julgar, em um sistema em equilíbrio químico a temperatura constante, se cada afirmação é verdadeira (V) ou falsa (F). Vamos usar os conceitos de equilíbrio dinâmico, lei da ação das massas e fechamento do sistema.

Passo 2

Afirmação: “coexistem reagentes e produtos.”
Em equilíbrio, a reação direta e a inversa ocorrem simultaneamente, mas não vão a zero nem em um sentido nem no outro, então há sempre concentrações não nulas de reagentes e produtos.
Logo, é verdadeira (V).

Passo 3

Afirmação: “há sempre uma única fase envolvida, ou seja, é sempre homogêneo.”
Um equilíbrio pode ser homogêneo (todas as espécies na mesma fase) ou heterogêneo (várias fases, como sólido-líquido ou gás-sólido). Não é condição obrigatória ser homogêneo.
Logo, é falsa (F).

Passo 4

Afirmação: “existe uma relação constante, apropriadamente calculada, entre as concentrações de reagentes e de produtos.”
Pela lei da ação das massas, na temperatura constante define-se uma constante de equilíbrio K tal que
K = \frac{\prod_i[\text{produtos}]^{\nu_i}}{\prod_j[\text{reagentes}]^{\nu_j}}
que permanece inalterada enquanto a temperatura não mudar.
Logo, é verdadeira (V).

Passo 5

Afirmação: “ocorrem reações químicas opostas, simultâneas, e com mesma rapidez.”
Equilíbrio químico é caracterizado por velocidades iguais da reação direta e inversa, gerando estado dinâmico estacionário.
Logo, é verdadeira (V).

Passo 6

Afirmação: “há troca de matéria e energia com o ambiente.”
Num sistema em equilíbrio químico em condições padrão de estudo costuma-se considerar sistema fechado (sem troca de matéria) e isolado em termos de energia (ao menos não há fluxo de energia que altere o equilíbrio).
Logo, afirmar troca de matéria e energia é incorreto: é falsa (F).

Resposta

(V)
(F)
(V)
(V)
(F)

Exercícios relacionados