O equilíbrio químico apresentado a seguir pode ocorrer em nosso organismo, porém é muito
comum na fabricação de gás cloro.
4 HC?(g) + O2(g) 2 H2O(g) + 2 C?2(g)
Trata-se de uma reação levemente exotérmica no sentido (1) e quando ocorre nos seres
humanos indica, entre outras doenças, gastrite e refluxo. Ocorre comumente quando engolimos
ar, sendo que é necessário evitar tal ação para impedir a formação de gás cloro que pode trazer
malefícios ao sistema digestivo. A respeito das interferências que podem ser causadas nesse
equilíbrio químico são realizadas as seguintes afirmações:
I. Aumento na temperatura favoreceria o sentido (1).
II. Diminuição no volume do sistema favoreceria o sentido (1).
III. Como se trata de substâncias gasosas, a modificação da pressão não interferiria no equilíbrio
químico do sistema.
IV. A entrada de O2(g) no sistema é prejudicial, pois formaria mais ácido clorídrico que é corrosivo e
acentuaria a gastrite.
V. A adição de água no sistema desloca o equilíbrio no sentido (2) facilitando a formação e
consequente retirada de gás oxigênio.
Das afirmações apresentadas são corretas
a) apenas I, II e IV.
b) apenas I, III e V.
c) apenas II e III.
d) apenas II e V.
e) apenas I e V.
explique o porque das falsas e verdadeiras .
Olá, tudo bem?
O sentido direto é o 1 e o inverso (vulgo o "sentido de volta") é o 2, correto?
O enunciado nos diz que no sentido direto essa reação é levemente exotérmica, ou seja, libera calor. Se no sentido 1 é exotérmica, no 2 é endotérmica (precisa absorver calor para que ocorra a reação). Calor é energia térmica, certo? Essa energia pode ser expressa na própria reação: quando é exotérmica, a energia aparece como parte dos produtos; quando é endotérmica, aparece como parte dos reagentes.
Desse modo, poderíamos escrever algo do tipo:
Para o sentido 1, que é exotérmico:
4 HCl + O2 --> 2 H2O + 2 Cl2 + x kJ
Para o sentido 2, que é endotérmico:
2 H2O + 2 Cl2 + x kJ --> 4 HCl + O2
Como não sabemos a quantidade de energia necessária, coloquei x. Mas note que eu apenas inverti a reação, coloquei o que era reagente como produto e vice e versa.
Agora sim, feitas essas considerações, acho que fica mais fácil analisar as afirmativas.
I) Aumentar a temperatura favoreceria o sentido (1).
- Aumentar a temperatura significa fornecer calor, ou seja, fazer com que a reação absorva energia para que ela ocorra. Isso é característico de transformações endotérmicas, não exotérmicas, como é o caso do sentido 1. Mas pensa nas reações que montei pra você: em qual delas a energia é reagente? No sentido 2, não é? Sendo assim, ao fornecer energia térmica, você favorece o sentido inverso e, por isso, a afirmativa está errada.
II) Diminuição no volume do sistema favoreceria o sentido (1).
- Essa afirmativa tem a ver com a influência da pressão no deslocamento do equilíbrio químico.
Estamos falando de uma reação que tem como reagentes e produtos substâncias gasosas. Gases possuem volume variável, concorda? Eles podem sofrer compressão, que é quando você faz com que eles ocupem um volume menor. Para fazer isso, você aumenta a pressão sobre esse sistema.
E eles também podem sofrer expansão quando você diminui a pressão sobre eles, fazendo com que ocupem um volume maior.
Pela Lei Volumétrica de Gay-Lussac, que diz que os volumes de reagentes e produtos gasosos mantém entre si uma proporção fixa que pode ser relacionada por números inteiros (sempre os menores possíveis), podemos analisar a reação no sentido direto da seguinte forma:
4 HCl + 1 O2 --> 2 H2O + 2 Cl2
4 mol + 1 mol = 5 mol de reagentes = 5 volumes
2 mol + 2 mol = 4 mol de produtos = 4 volumes
Observe que pela soma dos coeficientes estequiométricos temos então que 5 volumes --> 4 volumes. Há maior volume ocupado, à priori, nos reagentes do que nos produtos. Isso partindo do princípio de que se temos uma maior quantidade de matéria (número de mols, representados pelos coeficientes), então o volume ocupado sob a influência de uma determinada pressão também é maior. Pode-se afirmar então que no sentido direto há uma compressão, o que indica que esse sentido é favorecido pelo aumento da pressão, que implica na diminuição do volume do sistema, concorda comigo? Por isso a afirmativa II é correta.
III) Como se trata de substâncias gasosas, a modificação da pressão não interferiria no equilíbrio
químico do sistema.
- Essa é falsa, pois como acabamos de discutir na afirmativa anterior, a pressão interfere SIM no equilíbrio químico.
IV) A entrada de O2(g) no sistema é prejudicial, pois formaria mais ácido clorídrico que é corrosivo e
acentuaria a gastrite.
- Adicionar gás oxigênio (O2) implica na formação de água e gás cloro (Cl2), não de ácido clorídrico (HCl), como podemos observar na própria reação química. Afirmativa falsa.
V) A adição de água no sistema desloca o equilíbrio no sentido (2) facilitando a formação e
consequente retirada de gás oxigênio.
- Essa é verdadeira, uma vez que a água é um produto no sentido direto, mas um reagente no inverso. Logo, ao aumentar a quantidade de água no sistema, estamos favorecendo o sentido em que ela é parte dos reagentes, consegue entender?
Afirmativas corretas: II e V. Alternativa D.
Observações finais:
Esse exercício é bem interessante, pois aborda a influência de vários fatores (concentração de produtos/reagentes, pressão e temperatura) no deslocamento do equilíbrio químico.
Outra coisa: no começo eu montei as reações considerando a energia como parte dos produtos ou reagentes. Uma forma mais comum de representar isso, como você já deve ter visto, é a seguinte:
Sentido 1 (exotérmico):
4 HCl + O2 --> 2 H2O + 2 Cl2 deltaH = - x kJ/mol
Sentido 2 (endotérmico):
4 HCl + O2 --> 2 H2O + 2 Cl2 deltaH = + x kJ/mol
Espero que eu tenha sido clara na explicação, mas se não o tiver sido, pode perguntar novamente. Bons estudos!
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