Como é possível deslocar para a direita a reação em equilíbrio químico N2(g) + O2(g) → 2NO(g)

1. 1. Universidade Tecnológica Federal do Paraná Departamento Acadêmico de Química e Biologia Curso: Técnico Integrado Profa. Regiane L. B. Strapasson Lista de exercícios: Equilíbrio Químico 01. Uma reação química atinge o equilíbrio químico quando: a) ocorre simultaneamente nos sentidos direto e inverso. b) as velocidades das reações direta e inversa são iguais. c) os reagentes são totalmente consumidos. d) a temperatura do sistema é igual à do ambiente. e) a razão entre as concentrações de reagentes e produtos é unitária. 02. (CEFET – PR) Com relação ao equilíbrio químico, afirma-se: I. O equilíbrio químico só pode ser atingido em sistemas fechados (onde não há troca de matéria com o meio ambiente). II. Num equilíbrio químico, as propriedades macroscópicas do sistema (concentração, densidade, massa e cor) permanecem constantes. III. Num equilíbrio químico, as propriedades macroscópicas do sistema (colisões entre moléculas, formação de complexos ativados e transformações de uma substâncias em outras) permanecem em evolução, pois o equilíbrio é dinâmico. É (são) correta(s) a(s) afirmação(ões): a) Somente I e II. b) Somente I e III. c) Somente II e III. d) Somente I. e) I, II e III 03. (PUC-PR) O gráfico relaciona o número de mols de M e P à medida que a reação se processa para o equilíbrio: mM + nN ⇄ pP + qQ Concentração De acordo com o gráfico, é correto afirmar: a) em t1, a reação alcançou o equilíbrio; b) no equilíbrio, a concentração de M é maior que a concentração de P; c) em t2, a reação alcança o equilíbrio; d) no equilíbrio, as concentrações de M e P são iguais; e) em t1, a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa.
2. 2. 04. (ACAFE-SC) Dado o sistema N2 + 3 H2 ⇄ 2 NH3, a constante de equilíbrio é: 05. (UFMG) Considere a reação hipotética Considere também o gráfico da velocidade em função do tempo dessa reação. Com base nessas informações, todas as afirmativas estão corretas, exceto: a) no instante inicial, a velocidade v1 é máxima. b) no instante inicial, as concentrações de C e D são nulas. c) no instante x, as concentrações dos reagentes e produtos são as mesmas. d) no instante x, a velocidade v2 é máxima. e) no instante x, as concentrações de A e B são as mesmas que no instante y. 06. Na equação abaixo, após atingir o equilíbrio químico, podemos concluir a respeito da constante de equilíbrio que: a) Quanto maior for o valor de Kc, menor será o rendimento da reação direta. b) Kc independe da temperatura. c) Se as velocidades das reações direta e inversa forem iguais, então K = 0. d) Kc depende das molaridades iniciais dos reagentes. e) Quanto maior for o valor de Kc, maior será a concentração dos produtos.
3. 3. 07. A uma dada temperatura, a reação: 2 HI(g) ⇄ H2(g) + I2(g) apresenta as seguintes concentrações no equilíbrio: -2 [HI] = 2,2 x 10 mol/L -3 [H2] = 1,0 x 10 mol/L -2 [I2] = 2,5 x 10 mol/L Calcular a constante de equilíbrio, Kc, dessa reação. 08. Um equilíbrio envolvido na formação da chuva ácida está representado pela equação: 2 SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g) Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6 mols de dióxido de enxofre e 5 mols de oxigênio. Depois de algum tempo o sistema atingiu o equilíbrio, o número de mols de trióxido de enxofre medido foi 4. O valor aproximado da constante de equilíbrio é: a) 0,53 b) 0,66 c) 0,75 d) 1,33 e) 2,33 09. Foram colocados em um recipiente fechado, de capacidade 2 litros: 6,5 mols de CO e 5 mols de NO2. À 200ºC o equilíbrio foi atingido e verificou-se que haviam sido formados 3,5 mols de CO2. Podemos dizer que o valor de Kc para o equilíbrio dessa reação é: a) 4,23 b) 3,84 c) 2,72 d) 1,96 e) 3,72
4. 4. 10. Em um recipiente de 400 mL, são colocados 2 mols de PCl5 gasoso a uma determinada temperatura. Esse gas se decompõe segundo a reação química abaixo, e, o equilíbrio foi alcançado quando 20% do pentacloreto de fósforo reagiram (% em mols). O valor da constante de equilíbrio, Kc, nessas condições, vale: a) 4,0 b) 1,0 c) 0,5 d) 0,25 e) 0,025 11. Qual o efeito produzido sobre o equilíbrio 2 NO(g) + O2(g) ⇄ 2 NO2(g) ∆H < 0, quando se provoca: a) aumento da concentração de NO? b) diminuição da concentração de O2? c) diminuição da concentração de NO2? d) diminuição da pressão total? e) aumento da temperatura? 12. Nitrogênio e hidrogênio reagem para formar amônia segundo a equação: N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) + 22 Kcal Se a mistura dos três gases estiver em equilíbrio, qual o efeito, em cada situação, sobre a quantidade de amônia, se provocar: I- Compressão da mistura II- Aumento da temperatura III- Introdução de hidrogênio a) Aumenta, aumenta, aumenta b) Diminui, aumenta, diminui c) Aumenta, aumenta, diminui d) Diminui, diminui, aumenta e) Aumenta, diminui, aumenta
5. 5. 13. Considere a reação em equilíbrio químico: N2(g) + O2(g) ⇄ 2 NO(g) É possível desloca-lo para a direita: a) Retirando N2 existente. b) Removendo NO formado. c) Introduzindo catalisador. d) Diminuindo a pressão, à temperatura constante. e) Aumentando a pressão, à temperatura constante. 14. Queremos aumentar a concentração de CO2(g) no equilíbrio abaixo: CO(g) + H2O (g) ⇄ CO2(g) + H2 (g) Para isso ocorrer devemos: a) Aumentar a pressão sobre o sistema. b) Diminuir a pressão sobre o sistema. c) Adicionar H2(g) ao sistema. d) Retirar H2O (g) do sistema e) Adicionar CO(g) ao sistema. 15. O equilíbrio gasoso, representado pela equação: N2(g) + O2(g) ⇄ 2 NO(g) - 88KJ É deslocado no sentido de formação de NO(g), se: a) A pressão for abaixada. b) N2(g) for retirado. c) A temperatura for aumentada. d) For adicionado um catalisador sólido ao sistema. e) O volume do recipiente for diminuído. 16. Um recipiente fechado contém o sistema gasoso representado pela equação: 2 SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g) Sob pressão de 6,0 atm e constituído por 0,4 mols de SO2(g), 1,6 mols de O2(g) , O2(g) e 2,0 mols de SO3(g). Determine o valor da constante de equilíbrio do sistema em termos de pressões parciais.
6. 6. GABARITO 1- b 2- e 3- c 4- d 5- c 6- e -1 7- Kc = 0,05 ou Kc = 0,5.10 8- d 9- c 10- d 11- a) O equilíbrio é deslocado para a direita, aumentando a formação de NO2. b) O equilíbrio é deslocado para a esquerda, diminuindo a formação de NO2. c) O equilíbrio é deslocado para a direita, aumentando a formação de NO2. d) O equilíbrio é deslocado para a esquerda, diminuindo a formação de NO2. e) A reação direita é exotérmica (∆H < 0), aumentando a temperatura, favorece a reação inversa, então o equilíbrio é deslocado para a esquerda, diminuindo a formação de NO2. 12- e 13- b 14- e 15- c 16- Kp = 10,4

O deslocamento de um equilíbrio químico é a forma na qual um sistema reacional sai de uma situação de equilíbrio químico. Nesse deslocamento, a velocidade em que a reação direta (seta 1) ocorre é a mesma da reação inversa (seta 2).

Assim, durante o deslocamento de um equilíbrio químico, a reação inversa prevalece sobre a direta e tende à formação dos reagentes A, B, C ou a reação direta prevalece sobre a reação inversa e tende à formação do produto D.

Essas ocorrências foram reportadas pelo químico francês Henri Louis Le Chatelier. Ele descobriu que, quando um sistema em equilíbrio é perturbado, tende a trabalhar contra a perturbação gerada e, para isso, busca atingir uma nova situação de equilíbrio. Essa tendência do sistema é denominada de princípio de Le Chatelier.

Segundo os estudos realizados por Le Chatelier, os únicos fatores capazes de promover o deslocamento de um equilíbrio químico são:

• Concentração do participante;

• Temperatura;

• Pressão.

Influência da concentração no deslocamento do equilíbrio

A mudança na concentração de um participante da reação é um fator que pode promover o deslocamento de um equilíbrio químico. De uma forma geral, segundo o princípio de Le Chatelier, com relação à modificação na concentração de um dos participantes, o equilíbrio comporta-se da seguinte maneira:

• Aumento da concentração: o equilíbrio desloca-se no sentido contrário ao do participante;

• Diminuição da concentração: o equilíbrio desloca-se no mesmo sentido do participante.

Exemplo de relação de equilíbrio:

Assim, se:

• Aumentarmos a concentração dos reagentes A, B ou C: o equilíbrio será deslocado no sentido contrário a eles, ou seja, será deslocado para a direita (sentido da formação de D);

• Aumentarmos a concentração do produto D: o equilíbrio será deslocado no sentido contrário ao dos reagentes, ou seja, será deslocado para a esquerda (sentido da formação dos reagentes A, B e C);

• Diminuirmos a concentração dos reagentes A, B ou C: o equilíbrio será deslocado no mesmo sentido deles, ou seja, será deslocado para a esquerda (sentido da formação dos reagentes);

• Diminuirmos a concentração do produto D: o equilíbrio será deslocado no mesmo sentido dele, ou seja, será deslocado para a direita (sentido da formação do produto).

Obs.: A mudança na concentração de participantes sólidos não provoca o deslocamento no equilíbrio.

Influência da temperatura no deslocamento do equilíbrio

A modificação da temperatura, durante uma reação química, é um fator que pode promover o deslocamento de um equilíbrio químico. Em relação a essa mudança de temperatura, de uma forma geral, segundo o princípio de Le Chatelier, o equilíbrio comporta-se da seguinte forma:

• No aumento da temperatura: o equilíbrio desloca-se no sentido da reação endotérmica;

• Na diminuição da temperatura: o equilíbrio desloca-se no sentido da reação exotérmica.

Para realizar a análise da influência da temperatura em um equilíbrio, é fundamental conhecer a natureza das reações direta e inversa que é determinada pela variação da entalpia da reação. Assim, se:

• ∆H positivo: reação direta endotérmica e reação inversa exotérmica;

• ∆H negativo: reação direta exotérmica e reação inversa endotérmica.

Por exemplo, com relação ao equilíbrio a seguir:

Nesse caso, por ter ∆H negativo, a reação direta é exotérmica e a reação inversa é endotérmica. Assim, se:

• Aumentarmos a temperatura do sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido inverso (da reação endotérmica), ou seja, será deslocado para a esquerda (sentido da formação dos reagentes);

• Diminuirmos a temperatura do sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido direto (da reação exotérmica), ou seja, será deslocado para a direita (sentido da formação do produto D).

Influência da pressão no deslocamento do equilíbrio

Durante uma reação química, a mudança da pressão no ambiente é um fator que pode promover o deslocamento de um equilíbrio químico. De uma forma geral, segundo o princípio de Le Chatelier, o equilíbrio comporta-se da seguinte maneira com o(a):

• Aumento da pressão: o equilíbrio desloca-se no sentido de menor volume;

• Diminuição da pressão: o equilíbrio desloca-se no sentido de maior volume.

Para realizar a análise da influência da pressão em um equilíbrio, é fundamental conhecer o volume estabelecido nos reagentes e nos produtos, o qual pode ser determinado pelos coeficientes que tornam a equação balanceada, como no exemplo a seguir:

Dessa forma, os reagentes apresentam um volume de 4L, que é obtido pela soma dos coeficientes 1, 2 e 2, e o produto, que é único, apresenta um volume de 3L (dado pelo coeficiente 3).

Assim, em relação ao equilíbrio acima, se:

• Aumentarmos a pressão do sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido direto (do menor volume, 3L), ou seja, será deslocado para a direita (sentido da formação do produto D).

• Diminuirmos a pressão do sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido inverso (do maior volume, 4 L), ou seja, será deslocado para a esquerda (sentido da formação dos reagentes).

Obs.: O aumento ou diminuição da pressão em um sistema em equilíbrio pode promover o deslocamento apenas em situações em que o volume dos reagentes é diferente do volume dos produtos.

Por Me. Diogo Lopes Dias