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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 72 (1º exame) da FUVEST 2001

1º exame · Química: Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier)

No equilíbrio \ce{A <=> B}, a transformação de A em B é endotérmica. Esse equilíbrio foi estudado, realizando-se três experimentos.

Experimento Condições
X a 20\ ^\circ\text{C}, sem catalisador
Y a 100\ ^\circ\text{C}, sem catalisador
Z a 20\ ^\circ\text{C}, com catalisador

O gráfico ao lado mostra corretamente as concentrações de A e de B, em função do tempo, para o experimento X.

Gráfico de concentração em função do tempo para o experimento X. A curva da substância A parte de 10 e diminui até 5, enquanto a da substância B parte de 0 e aumenta até 5, atingindo o equilíbrio em torno do tempo 8.

Examine os gráficos abaixo.

Gráfico I de concentração em função do tempo. As curvas de A e B partem de 10 e 0, respectivamente, e convergem para a concentração 5 em torno do tempo 2.

Gráfico II de concentração em função do tempo. A curva de A decresce de 10 para 4 e a de B cresce de 0 para 6, estabilizando no equilíbrio após o tempo 5.

Gráfico III de concentração em função do tempo. As curvas de A e B convergem para a concentração 7 por volta do tempo 3.

Aqueles que mostram corretamente as concentrações de A e de B, em função do tempo, nos experimentos Y e Z são, respectivamente,

  1. A
    I e II.
  2. B
    I e III.
  3. C
    II e I.
  4. D
    II e III.
  5. E
    III e I.
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Resolução comentada

Compare cada experimento com o X (20 °C, sem catalisador), em que o equilíbrio é atingido com [A]=[B]=5 depois de cerca de 8 unidades de tempo.

Experimento Z (catalisador): o catalisador diminui a energia de ativação das reações direta e inversa na mesma proporção. Ele só acelera o caminho até o equilíbrio e não muda a posição do equilíbrio nem a constante K. Logo, o equilíbrio é atingido mais rápido, mas com as mesmas concentrações do X, [A]=[B]=5. Isso corresponde ao gráfico I, em que as curvas se encontram em 5 já no tempo 2.

Experimento Y (100 °C): a transformação A → B é endotérmica. Pelo princípio de Le Chatelier, aumentar a temperatura desloca o equilíbrio no sentido endotérmico, ou seja, para B. No novo equilíbrio, [B]>[A] e K aumenta. Além disso, a temperatura maior acelera as reações, então o equilíbrio é atingido mais rápido que no X. O gráfico II mostra isso: [B]=6 e [A]=4, com equilíbrio por volta do tempo 5, antes do tempo 8 do X.

O gráfico III tem [A]=[B]=7. Isso é impossível, pois [A]+[B] deve se conservar em 10, e não em 14.

Assim, Y corresponde a II e Z corresponde a I.

Alternativa C.

Pegadinha: Pensar que o catalisador altera as concentrações finais; ele só muda a velocidade, não a posição do equilíbrio.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AInverte os experimentos: o catalisador não desloca o equilíbrio e a temperatura alta desloca para B.
  • BAtribui I ao aumento de temperatura e usa III, que não conserva a soma das concentrações (7+7=14).
  • DAcerta Y com II, mas atribui III ao catalisador, e III viola a conservação de massa.
  • EUsa III para Y, que é impossível, e inverte o papel do gráfico I.

Assuntos: Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier), Energia de ativação e catálise.

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Ver como caiu na prova Questão 72 no caderno V da FUVEST 2001

Fonte: FUVEST 2001 · 1º exame. Prova oficial ↗