UFRGS BIO QUIM GEO 2017
Observe a figura abaixo, sobre o perfil de energia de uma reação em fase gasosa.
Considere as seguintes afirmações a respeito dessa reação.
I - A posição de equilíbrio é deslocada a favor dos produtos, sob aumento de temperatura.
II - A posição de equilíbrio é deslocada a favor dos reagentes, sob aumento de pressão.
III- A velocidade da reação inversa aumenta com a temperatura.
Quais estão corretas?
Apenas I.
Apenas II.
Apenas III.
Apenas I e II.
I, II e III.
Resolução
Solução passo a passo
1. Identificar as informações do perfil de energia
- Os reagentes \(A(g)+B(g)\) encontram-se numa linha de energia mais baixa.
- Os produtos \(C(g)+2D(g)\) estão numa linha de energia mais alta.
Logo, \( \Delta H = E_{produtos}-E_{reagentes}>0\) ⇒ a reação direta é endotérmica.
2. Aplicar o Princípio de Le Châtelier
Para equilíbrio A(g)+B(g) ⇌ C(g)+2D(g):
- Temperatura: em processos endotérmicos, calor funciona como reagente. Aumentar T desloca o equilíbrio para a direita (formação de produtos).
- Pressão: contar mols gasosos.
Reagentes: 1 + 1 = 2 mol.
Produtos: 1 + 2 = 3 mol.
Aumentar a pressão favorece o lado com menor número de mols → desloca para a esquerda (reagentes).
3. Avaliar o efeito da temperatura sobre a velocidade
Pela teoria das colisões e pela equação de Arrhenius, qualquer aumento de T diminui \(E_a\) relativo e aumenta o fator exponencial; assim, tanto a reação direta quanto a inversa ficam mais rápidas.
4. Julgar cada afirmação
- I – Correta (endotérmica ⇒ T↑ favorece produtos).
- II – Correta (P↑ favorece 2 mols < 3 mols ⇒ reagentes).
- III – Correta (velocidade da reação inversa aumenta com T).
Resposta
Estão corretas I, II e III. Alternativa E.
Dicas
Erros Comuns
Revisão dos conceitos-chave
- Perfis de energia: a diferença entre níveis indica \(\Delta H\). Se produtos > reagentes ⇒ reação é endotérmica.
- Equilíbrio químico – Princípio de Le Châtelier: o sistema responde a perturbações (T, P, concentração) procurando minimizar o efeito externo.
- Contagem de mols gasosos: ao alterar pressão/volume em sistemas gasosos, o equilíbrio desloca-se para o lado que tiver menor número de mols de gás quando P aumenta (e vice-versa).
- Cinética – Equação de Arrhenius: \(k = A e^{-E_a/RT}\). Temperatura maior ⇒ \(k\) maior ⇒ velocidades maiores (direta e inversa).
