IME 2012
O gráfico abaixo ilustra as variações de energia devido a uma reação química conduzida nas mesmas condições iniciais de temperatura, pressão, volume de reator e quantidades de reagentes em dois sistemas diferentes. Estes sistemas diferem apenas pela presença de catalisador. Com base no gráfico, é possível afirmar que:
A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com absorção de calor.
A curva 2 representa a reação catalisada, que ocorre com absorção de calor.
A curva 1 representa a reação catalisada com energia de ativação dada por E1 + E3.
A curva 2 representa a reação não catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por E2 + E3.
A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por E1.
Resolução
A análise de um diagrama de energia potencial x progresso da reação envolve três pontos-chave:
- Energia de ativação (Ea): distância vertical do nível dos reagentes até o pico da curva.
- Calor da reação (∆H): diferença entre o nível dos produtos e o nível dos reagentes.
- Efeito do catalisador: diminui a Ea, mas não altera ∆H.
Observando o gráfico:
- Curva 1 (cinza) tem pico mais baixo → menor Ea.
- Curva 2 (preta) tem pico mais alto → maior Ea.
- Produtos estão energeticamente abaixo dos reagentes → ∆H < 0 (reação exotérmica, ocorre liberação de calor).
Logo:
- Curva 1 = reação catalisada.
- Energia de ativação catalisada é justamente o segmento indicado por E1.
- A reação é exotérmica (calor liberado).
Portanto a alternativa correta é a E.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Energia de ativação (Ea): barreira energética que deve ser vencida para que os reagentes se transformem em produtos.
- Catalisador: fornece um caminho alternativo de menor Ea, acelerando a reação. Não altera entalpia (∆H) nem a posição de equilíbrio.
- Reações exotérmicas vs endotérmicas: se o nível de energia dos produtos é menor que o dos reagentes, a reação libera calor (∆H < 0); se for maior, absorve calor (∆H > 0).
