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Questão 33 do IME 2023

Prova objetiva · Química

Catalisadores são substâncias de grande interesse industrial para processos químicos e biotecnológicos, pois permitem a obtenção de produtos-alvo com maior rapidez. Analise as afirmativas abaixo.

I. Na reação \ce{2 SO2(g) + O2(g) ->[V2O5(s)] 2 SO3(g)} o pentóxido de vanádio tem efeito de superfície, exemplificando uma catálise heterogênea.
II. Dada a sua característica basicamente proteica e sua menor estabilidade em relação aos catalisadores químicos tradicionais, as enzimas são totalmente inativadas durante processos bioquímicos, independentemente das condições operacionais implementadas.
III. Os catalisadores reduzem a energia de ativação, resultando em aumento da velocidade de reação, sendo regenerados ao final da conversão química.
IV. A ação do catalisador cria um novo caminho reacional que requer menor energia de ativação, alterando o equilíbrio da reação.
V. Todos os catalisadores conhecidos são compostos inorgânicos, geralmente constituídos por metais de transição.

Assinale a opção que apresenta APENAS as afirmativas verdadeiras.

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

Vamos julgar cada afirmativa.

I – verdadeira. O \ce{V2O5} é sólido e os reagentes \ce{SO2} e \ce{O2} são gases. Catalisador e reagentes estão em fases diferentes, o que caracteriza catálise heterogênea. A reação ocorre na superfície do sólido.

II – falsa. As enzimas são proteínas e podem ser desnaturadas, mas isso depende de temperatura, pH e outras condições. Dizer que são "totalmente inativadas independentemente das condições" é um exagero. Em condições adequadas, elas funcionam normalmente.

III – verdadeira. O catalisador oferece um caminho com menor energia de ativação, o que aumenta a velocidade. Ele participa de etapas intermediárias, mas é regenerado ao final e não é consumido.

IV – falsa. A primeira parte está correta: há um novo mecanismo com menor energia de ativação. Porém o catalisador acelera igualmente as reações direta e inversa. Ele não altera o equilíbrio nem a constante de equilíbrio. Só faz o equilíbrio ser atingido mais rápido.

V – falsa. As enzimas são catalisadores orgânicos (proteínas). Também existem catalisadores orgânicos, como ácidos orgânicos e organocatalisadores. Logo, nem todos são inorgânicos.

Só I e III são verdadeiras.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa B engana porque a afirmativa IV começa certa (novo caminho com menor energia de ativação) e termina errada (altera o equilíbrio).

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AInclui a V, falsa: as enzimas são catalisadores orgânicos, e deixa de fora a I, verdadeira.
  • BInclui a IV, falsa: o catalisador não altera o equilíbrio, só a rapidez com que é atingido.
  • CII, IV e V são todas falsas: enzimas não são inativadas em quaisquer condições, o equilíbrio não muda e há catalisadores orgânicos.
  • EInclui II, IV e V, todas falsas, e omite a III, verdadeira.

Assuntos: catálise, energia de ativação, enzimas.

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Fonte: IME 2023 · Prova objetiva. Prova oficial ↗