PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 32 do IME 2025

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

Uma mistura de um monoácido orgânico e um monoálcool primário, em uma proporção molar 1 : 2, foi tratada com uma quantidade catalítica de ácido sulfúrico concentrado sob condições de volume e temperatura constantes. Após um período de reação suficientemente longo, em um sistema fechado, foi observado que a reação apresentou uma conversão de 87{,}5\% do monoácido.

Se o mesmo tratamento for aplicado a uma mistura equimolar desses mesmos compostos, a conversão esperada do monoácido e o grupo funcional do produto principal serão:

  1. A
    67{,}2\%; éster.
  2. B
    67{,}2\%; éter.
  3. C
    70{,}0\%; éster.
  4. D
    70{,}0\%; éter.
  5. E
    87{,}5\%; éster.
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Resolução comentada

A reação é uma esterificação de Fischer, reversível: ácido + álcool ⇌ éster + água. Com ácido sulfúrico catalítico, o produto principal é o éster (o éter só se forma em condições de desidratação do álcool, o que não é o caso aqui).

Como o volume é constante, os volumes se cancelam e Kc pode ser calculado com quantidades de matéria.

Mistura 1 : 2. Tome 1 mol de ácido e 2 mol de álcool. Com conversão de 87,5% = 0,875 mol reagido:

  • ácido: 1 - 0{,}875 = 0{,}125
  • álcool: 2 - 0{,}875 = 1{,}125
  • éster = água = 0{,}875
K = \frac{0{,}875\cdot 0{,}875}{0{,}125\cdot 1{,}125} = \frac{0{,}765625}{0{,}140625} \approx 5{,}44

Mistura equimolar. Tome 1 mol de cada e seja x a quantidade que reage:

\frac{x^2}{(1-x)^2} = 5{,}44 \Rightarrow \frac{x}{1-x} = \sqrt{5{,}44} \approx 2{,}33

Observação: K = \frac{49}{9} exatamente, pois \frac{0{,}875^2}{0{,}125\cdot1{,}125} = \frac{(7/8)^2}{(1/8)(9/8)} = \frac{49}{9}. Então \sqrt{K} = \frac{7}{3}.

x = \frac{7}{3}(1-x) \Rightarrow 3x = 7 - 7x \Rightarrow x = 0{,}7

A conversão é de 70,0%, e o produto principal é o éster.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa D engana: acerta os 70% mas troca éster por éter, confundindo com a desidratação do álcool.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor de conversão errado (67,2%), que não resulta de K=49/9.
  • BConversão errada e grupo funcional errado: éter não se forma nessas condições.
  • DConversão correta, mas o produto principal é éster, não éter.
  • ESupõe que a conversão não muda, ignorando o equilíbrio e o excesso de álcool.

Assuntos: Constante de equilíbrio (Kc e Kp), Esterificação, hidrólise e transesterificação.

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Fonte: IME 2025 · Prova objetiva. Prova oficial ↗