UFRGS BIO QUIM GEO 2011
Considere o enunciado abaixo e as três propostas para completá-lo.
A produção de ácido sulfúrico de uma nação é considerada como bom indicador de sua força industrial. O ácido sulfúrico é produzido a partir de enxofre, de oxigênio e de água, por via do processo de contato.
Uma das etapas desse processo consiste na oxidação do dióxido de enxofre a trióxido de enxofre, com o uso de oxigênio na presença de pentóxido de vanádio, que atua como catalisador, conforme a quação química abaixo.
A ação do pentóxido de vanádio nessa reação é de
1 - diminuir o valor da constante de equilíbrio da reação.
2 - aumentar a concentração de SO3 no equilíbrio.
3 - possibilitar outro mecanismo para a reação com energia de ativação menor.
Quais propostas estão corretas?
Apenas 1.
Apenas 2.
Apenas 3.
Apenas 2 e 3.
1, 2 e 3.
Resolução
Para avaliar cada proposta, devemos recordar o papel de um catalisador:
- Ele fornece um caminho alternativo para a transformação, com energia de ativação (Ea) menor.
- Como o caminho alternativo vale tanto para a reação direta quanto para a inversa, as velocidades de ida e de volta aumentam na mesma proporção.
- Consequentemente, o estado de equilíbrio é atingido mais rapidamente, porém o valor da constante de equilíbrio (K) ‒ que depende apenas de \(\Delta G^{\circ}\), da temperatura e não da cinética ‒ permanece inalterado.
Analisemos, então, cada afirmação:
1 ‒ "diminuir o valor da constante de equilíbrio"
Falso. Catalisadores não afetam \(K\).
2 ‒ "aumentar a concentração de SO3 no equilíbrio"
Falso. Como \(K\) permanece o mesmo, as concentrações no equilíbrio não se alteram; apenas se chega ao equilíbrio mais rápido.
3 ‒ "possibilitar outro mecanismo para a reação com energia de ativação menor"
Verdadeiro. Essa é justamente a definição de ação catalítica.
Logo, apenas a proposta 3 está correta.
Resposta: opção C.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Catalisador: espécie que participa do mecanismo reacional, baixa a energia de ativação (\(E_{a}\)), é regenerada ao final e não altera \(\Delta H\), \(\Delta G\) nem a constante de equilíbrio \(K\).
- Constante de equilíbrio (K): depende apenas da temperatura e das energias livres dos reagentes/produtos, não da via cinética.
- Equilíbrio químico: estado no qual as velocidades direta e inversa se igualam; a adição de catalisador só afeta as velocidades, não as concentrações de equilíbrio.
