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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 73 da FUVEST 2004

1ª fase · Ciências da Natureza · Química: Constante de equilíbrio (Kc e Kp)

A transformação de um composto A em um composto B, até se atingir o equilíbrio (\ce{A <=> B}), foi estudada em três experimentos. De um experimento para o outro, variou-se a concentração inicial do reagente A ou a temperatura ou ambas. Registraram-se as concentrações de reagente e produto em função do tempo.

Gráfico de concentração em função do tempo para três experimentos. O eixo vertical, denominado “concentração”, apresenta os valores 0, 3, 6 e 9; o eixo horizontal é denominado “tempo”, com seta para a direita. As curvas decrescentes A1, A2 e A3 partem, respectivamente, das concentrações 9, 6 e 4 e tendem a patamares de 3, 2 e 1. As curvas crescentes B1, B2 e B3 partem de zero e tendem, respectivamente, a patamares de 6, 4 e 3. Há linhas horizontais tracejadas auxiliares.

Com esses dados, afirma-se:

I. Os experimentos 1 e 2 foram realizados à mesma temperatura, pois as constantes de equilíbrio correspondentes são iguais.
II. O experimento 3 foi realizado numa temperatura mais elevada que o experimento 1, pois no experimento 3 o equilíbrio foi atingido em um tempo menor.
III. A reação é endotérmica no sentido da formação do produto B.

Dessas afirmações,

  1. A
    todas são corretas.
  2. B
    apenas I e III são corretas.
  3. C
    apenas II e III são corretas.
  4. D
    apenas I é correta.
  5. E
    apenas II é correta.
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Resolução comentada

A constante de equilíbrio de \ce{A <=> B} é K = \dfrac{[B]}{[A]}, calculada com as concentrações no patamar. Ela só muda com a temperatura.

  1. Experimento 1: K_1 = \dfrac{6}{3} = 2.
  2. Experimento 2: K_2 = \dfrac{4}{2} = 2.
  3. Experimento 3: K_3 = \dfrac{3}{1} = 3.

I: K_1 = K_2, então a temperatura é a mesma. Os experimentos 1 e 2 diferem só na concentração inicial de A. Correta.

II: o experimento 3 atinge o equilíbrio mais rápido, e a velocidade de reação aumenta com a temperatura. Como K_3 \neq K_1, a temperatura é de fato diferente, e o tempo menor indica que é mais alta. Correta.

III: do experimento 1 para o 3, a temperatura sobe e K aumenta de 2 para 3. Isso significa que o equilíbrio se desloca para a formação de B quando se aquece. Pelo princípio de Le Chatelier, o aquecimento favorece o sentido endotérmico, logo a formação de B é endotérmica. Correta.

As três afirmações estão corretas.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BConsidera a II falsa, mas o menor tempo para atingir o equilíbrio, junto com K diferente, indica temperatura mais alta no experimento 3.
  • CConsidera a I falsa, mas K1 = K2 = 2, o que indica mesma temperatura.
  • DAceita só a I e ignora que II e III também decorrem dos dados (tempo menor e K maior a temperatura mais alta).
  • EAceita só a II e rejeita a I e a III, apesar de K1 = K2 e de K aumentar com a temperatura.

Assuntos: Constante de equilíbrio (Kc e Kp), Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier).

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Fonte: FUVEST 2004. Prova oficial ↗