Questão 40 do IME 2017

Question

Considere a reação, em equilíbrio, de produção do alvejante gasoso dióxido de cloro, que ocorre em um sistema reacional:

\ce{Cl2(g) + 2 NaClO2(s) \rightleftarrows 2 ClO2(g) + 2 NaCl(s)}

Nessa situação, assinale a alternativa correta.

A
A adição de mais clorito de sódio ao sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir mais alvejante gasoso.
B
A razão entre as constantes de equilíbrio \mathrm{K_P/K_C} é igual a 0{,}0820568 \cdot \mathrm{T}, em que \mathrm{T} é a temperatura do sistema reacional, medida em kelvin.
C
A retirada parcial de cloreto de sódio do sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir menos alvejante gasoso.
D
A constante de equilíbrio \mathrm{K_P} é igual à constante de equilíbrio \mathrm{K_C}.
E
Para duas diferentes temperaturas do sistema reacional, desde que elevadas e compatíveis com a manutenção do equilíbrio, o valor numérico da constante de equilíbrio \mathrm{K_P} é o mesmo, mantendo inalterada a produção de alvejante gasoso.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 40 do IME 2017

Prova objetiva · Química · Química: Constante de equilíbrio (Kc e Kp)

Considere a reação, em equilíbrio, de produção do alvejante gasoso dióxido de cloro, que ocorre em um sistema reacional:

\ce{Cl2(g) + 2 NaClO2(s) \rightleftarrows 2 ClO2(g) + 2 NaCl(s)}

Nessa situação, assinale a alternativa correta.

A
A adição de mais clorito de sódio ao sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir mais alvejante gasoso.
B
A razão entre as constantes de equilíbrio \mathrm{K_P/K_C} é igual a 0{,}0820568 \cdot \mathrm{T}, em que \mathrm{T} é a temperatura do sistema reacional, medida em kelvin.
C
A retirada parcial de cloreto de sódio do sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir menos alvejante gasoso.
D
A constante de equilíbrio \mathrm{K_P} é igual à constante de equilíbrio \mathrm{K_C}.
E
Para duas diferentes temperaturas do sistema reacional, desde que elevadas e compatíveis com a manutenção do equilíbrio, o valor numérico da constante de equilíbrio \mathrm{K_P} é o mesmo, mantendo inalterada a produção de alvejante gasoso.

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Resolução comentada

Em equilíbrio heterogêneo, sólidos puros não entram na expressão da constante, pois sua concentração (atividade) é constante. Só os gases aparecem:

K_C=\frac{[\ce{ClO2}]^2}{[\ce{Cl2}]}\qquad K_P=\frac{P_{\ce{ClO2}}^2}{P_{\ce{Cl2}}}

A relação entre as constantes é K_P=K_C\,(RT)^{\Delta n}, em que \Delta n é a variação do número de mols apenas dos gases.

Gases nos produtos: 2 mol de \ce{ClO2}.
Gases nos reagentes: 1 mol de \ce{Cl2}.
\Delta n = 2-1 = 1.

Logo K_P=K_C\cdot RT, ou seja, K_P/K_C=RT=0{,}0820568\cdot T (com R em \text{atm·L·mol}^{-1}\text{·K}^{-1}).

Análise das demais:

Adicionar ou retirar sólido (\ce{NaClO2} ou \ce{NaCl}) não altera o quociente de reação, então não desloca o equilíbrio.
Como \Delta n\neq0, K_P\neq K_C.
K depende da temperatura; mudando T, muda K_P e a produção de \ce{ClO2}.

Portanto, só a B está correta.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa A engana quem esquece que sólidos puros não participam da expressão da constante e acha que adicionar reagente sempre desloca o equilíbrio.

Por que as outras alternativas estão erradas

AO clorito de sódio é sólido e não altera o quociente de reação; adicioná-lo não desloca o equilíbrio.
CO NaCl é sólido puro, então retirá-lo parcialmente não desloca o equilíbrio.
DComo Δn = 1 (apenas gases), Kp = Kc·RT, logo são diferentes.
EA constante de equilíbrio depende da temperatura; em temperaturas diferentes Kp muda.

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

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Questão 40 no caderno Prova objetiva do IME 2017

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