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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 117 do ENEM 2025

2º dia · Ciências da Natureza · H21 · Química: Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier)

Para a produção de titânio metálico ou dióxido de titânio puros, é necessário fazer a cloração do minério que contém dióxido de titânio, com o objetivo de separar esse óxido de outras substâncias presentes no minério. A principal reação química de cloração é representada por:

\ce{TiO2 (s) + 2 Cl2 (g) <=> TiCl4 (g) + O2 (g)} \quad \Delta\text{H} = +175\text{ kJ/mol}

Depois da cloração, o tetracloreto de titânio é condensado e convertido, novamente, a dióxido de titânio.

Após o sistema atingir o equilíbrio químico, como a formação do \ce{TiCl4} pode ser favorecida?

  1. A
    Aumentando a pressão total do sistema.
  2. B
    Diminuindo a temperatura do sistema.
  3. C
    Aumentando a pressão parcial de \ce{O2}.
  4. D
    Aumentando a pressão parcial de \ce{Cl2}.
  5. E
    Variando a quantidade de \ce{TiO2}.
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Resolução comentada

Use o princípio de Le Chatelier: ao perturbar um sistema em equilíbrio, ele se desloca no sentido que ameniza a perturbação. Queremos deslocar para a direita, formando mais \ce{TiCl4}.

  1. Pressão total: só os gases contam. À esquerda há 2 mol de \ce{Cl2} (o \ce{TiO2} é sólido); à direita, 1 mol de \ce{TiCl4} + 1 mol de \ce{O2} = 2 mol. Como 2 = 2, mudar a pressão total não desloca o equilíbrio.

  2. Temperatura: \Delta H = +175\ \text{kJ/mol} indica reação direta endotérmica. Aumentar a temperatura favorece o sentido endotérmico (direita); diminuir favorece a reação inversa, reduzindo o \ce{TiCl4}.

  3. Pressão parcial de \ce{O2}: é produto. Aumentá-lo desloca o equilíbrio para a esquerda.

  4. Pressão parcial de \ce{Cl2}: é reagente. Aumentá-lo faz o sistema consumir o excesso, deslocando para a direita e formando mais \ce{TiCl4}.

  5. Quantidade de \ce{TiO2}: sólido puro não entra na expressão de K_c; variar sua quantidade não altera o equilíbrio.

Portanto, só o aumento da pressão parcial de \ce{Cl2} favorece a formação de \ce{TiCl4}.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa A engana quem esquece que o sólido \ce{TiO2} não conta: parece haver 3 mol à esquerda contra 2 à direita, mas gases são 2 contra 2.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO número de mols gasosos é igual nos dois lados (2 mol), então a pressão total não desloca o equilíbrio.
  • BA reação direta é endotérmica; diminuir a temperatura favorece a reação inversa.
  • CO \ce{O2} é produto; aumentar sua pressão parcial desloca para os reagentes.
  • EO \ce{TiO2} é sólido e não participa da expressão da constante; sua quantidade não desloca o equilíbrio.

Assunto: Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier).

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