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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 2 da FUVEST 2013

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

A uma determinada temperatura, as substâncias \ce{HI}, \ce{H2} e \ce{I2} estão no estado gasoso. A essa temperatura, o equilíbrio entre as três substâncias foi estudado, em recipientes fechados, partindo-se de uma mistura equimolar de \ce{H2} e \ce{I2} (experimento A) ou somente de \ce{HI} (experimento B).

Gráficos de concentração em função do tempo para os experimentos A e B. No Experimento A, para a reação H2 + I2 <=> 2 HI (Constante de equilíbrio = K1), a concentração de H2 + I2 decresce a partir de um valor inicial enquanto a de HI cresce a partir de zero, cruzando-se no instante t1 e atingindo o equilíbrio com concentração de HI maior que a de H2 + I2. No Experimento B, para a reação 2 HI <=> H2 + I2 (Constante de equilíbrio = K2), a concentração de HI decresce a partir de um valor inicial e a de H2 + I2 cresce a partir de zero, estabilizando-se em t1 com a concentração de HI muito superior à de H2 + I2.

Pela análise dos dois gráficos, pode-se concluir que

  1. A
    no experimento A, ocorre diminuição da pressão total no interior do recipiente, até que o equilíbrio seja atingido.
  2. B
    no experimento B, as concentrações das substâncias (\ce{HI}, \ce{H2} e \ce{I2}) são iguais no instante t_1.
  3. C
    no experimento A, a velocidade de formação de \ce{HI} aumenta com o tempo.
  4. D
    no experimento B, a quantidade de matéria (em mols) de \ce{HI} aumenta até que o equilíbrio seja atingido.
  5. E
    no experimento A, o valor da constante de equilíbrio (\text{K}_1) é maior do que 1.
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Resolução comentada

Em A, a reação é \ce{H2 + I2 <=> 2 HI}. No equilíbrio, a curva de HI fica bem acima da de \ce{H2} e \ce{I2}, então o equilíbrio favorece o produto.

A constante é:

K_1=\frac{[\ce{HI}]^2}{[\ce{H2}][\ce{I2}]}

Como [\ce{HI}] é maior que [\ce{H2}] e [\ce{I2}], o numerador (HI ao quadrado) é muito maior que o denominador. Logo K_1>1.

Análise das demais:

  1. Em A, 2 mol de gás formam 2 mol de gás (1 + 1 → 2). O número total de mols não muda, então a pressão total fica constante.
  2. Em B, em t_1 a curva de HI está bem acima da de \ce{H2} + \ce{I2}. As concentrações não são iguais. O cruzamento só aparece em A.
  3. Em A, a velocidade de formação de HI é a inclinação da curva de HI, que diminui com o tempo e se anula no equilíbrio.
  4. Em B, HI é o reagente e sua concentração diminui até o equilíbrio.

Portanto, só a afirmação sobre K_1 está correta.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aa quantidade total de mols gasosos não muda (2 mol → 2 mol), então a pressão total permanece constante.
  • Bem B, em t_1 a concentração de HI é muito maior que a de \ce{H2} e \ce{I2}; o cruzamento das curvas ocorre em A.
  • Ca velocidade de formação de HI diminui com o tempo (a curva fica menos inclinada) até zerar no equilíbrio.
  • Dem B o HI é reagente, portanto sua quantidade diminui até o equilíbrio.

Assunto: Constante de equilíbrio (Kc e Kp).

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