USF – adaptada) Leia as informações a seguir.
O químico francês Henri Le Chatelier descobriu, por meio de estudos, uma relação importantíssima entre o comportamento de substâncias que estão em equilíbrio e as perturbações realizadas no sistema.
Observe o gráfico a seguir, que demonstra uma situação de deslocamento do equilíbrio químico em função da concentração dos participantes.
A reação estudada é a da formação da amônia, descrita por
N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) ΔH = –92 KJ.mol-1.
Com base nessas informações e no que foi estudado a respeito dos dados dos conceitos de equilíbrio químico, assinale a opção correta.
Escolha uma:
a. Um aumento na temperatura do sistema facilitaria a formação da amônia, uma vez que essa é uma reação exotérmica.
b. O gráfico apresentado está incorreto, pois os dois reagentes iniciais (gás nitrogênio e gás hidrogênio) devem ter comportamentos semelhantes durante todo o processo, algo que não ocorre com base em t1.
c. Um aumento na pressão não influenciaria no equilíbrio do sistema, uma vez que esta reação acontece somente com substâncias gasosas.
d. Com a adição de gás hidrogênio em t1, a amônia passa a se comportar como um reagente no lugar do gás nitrogênio.
e. Em t1, houve adição de gás hidrogênio, o que provocou o consumo do restante do gás nitrogênio e o deslocamento da reação em favor da produção de amônia.
Respostas
Olá.
Você esqueceu o gráfico =/ mas conseguimos responder sem ele.
Apenas um lembrete para essa questão: toda vez que um sistema está em equilíbrio, ele tende a permanecer assim. Se causarmos qualquer perturbação no sistema, ele começa a "achar meios" para voltar ao estado inicial e entrar novamente em equilíbrio. Certinho? Vamos lá:
a) FALSA: a reação apresentada mostra a formação de amônia. Você notou que ao lado direito da reação temos um ΔH negativo? Esse ΔH é a variação de entalpia da reação. É ele quem indica se a reação é endotérmica (absorve calor) ou exotérmica (libera calor). Como o ΔH é negativo, sabemos que a reação é exotérmica. Apenas um detalhe: o ΔH está demonstrando a entalpia da reação direta (da esquerda para a direita). Se fizermos a reação inversa (da direita para a esquerda) nós devemos inverter o sinal de ΔH. Vou demonstrar abaixo as duas reações:
N2(g) + 3 H2(g) --> 2 NH3(g) ΔH = - 92 KJ.mol-1 (Reação direta)
2 NH3(g) ---> N2(g) + 3 H2(g) ΔH = 92 KJ.mol-1 (Reação inversa)
Bom, o item a pergunta o que acontecerá se nós aumentarmos a temperatura, certo? Quando fizermos isso, estamos fornecendo mais calor à reação, e consequentemente tirando-a do equilíbrio. Com isso, o equilíbrio vai "correr" para o lado que será capaz de absorver essa energia adicional, ou seja, para o lado da reação exotérmica. Acabamos de ver acima que quando isso acontecer, estaremos "desfazendo" a amônia e voltando aos compostos nitrogênio e hidrogênio. Assim, aumentando a temperatura diminuiríamos a quantidade de amônia.
b) FALSA: você notou na reação que a cada um mol de gás N2 são consumidos 3 mols de gás H2? No item b ele cita que os dois reagentes devem ter comportamentos semelhantes durante todo o processo. Isso não ocorre, certo? Se o gráfico é de concentração dos componentes da reação, a linha que representa a concentração do gás hidrogênio e a que representa a concentração do gás nitrogênio serão sempre diferentes ao longo de toda a reação.
c) FALSA: o aumento ou a diminuição de pressão num meio reacional só tem influência quando os componentes são gasosos. Num sistema composto apenas por líquido e sólidos (água e sal por exemplo) a pressão não afeta em nada. O item c é falso porque fala exatamente o oposto disso.
d) FALSA: quando adicionamos um componente na reação, estamos colocando uma quantidade a mais dele no meio, ou seja, estamos tirando-o do equilíbrio. O que o meio vai fazer para compensar isso? Vai deslocar o equilíbrio no sentido de consumir esse "intruso" que foi jogado ali. Se adicionarmos hidrogênio, o que acontecerá? O equilíbrio vai "correr" para a direita, no sentido de formação de amônia, para que o sistema volte ao equilíbrio. Dessa maneira, a amônia se comporta como produto e não como reagente.
e) VERDADEIRA: é exatamente isso! Conforme citado no item d, a adição de hidrogênio ao sistema, desloca o equilíbrio para a direita, favorecendo a formação de amônia. Consequentemente, o gás hidrogênio não reage sozinho, portanto haverá consumo de nitrogênio.
Espero ter ajudado ;)