PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 14 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2011
Prever o comportamento de substâncias e materiais, em reações químicas, é fundamental para a prevenção de acidentes em que ocorram variações de pressão. As figuras mostradas a seguir representam dois reatores, conectados a um manômetro. A reação química que ocorre em cada reator está retratada abaixo.
Considerando os dados apresentados, responda:
a) O valor de X, no manômetro do reator A, após o término da reação apresentada, será maior ou menor? Explique. (2,0 pontos)
b) O valor de X, no manômetro do reator B, após o término da reação apresentada, será maior ou menor? Explique. (3,0 pontos)
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Resolução comentada
Resolução comentada
a) A pressão de um gás em recipiente fechado, de volume e temperatura constantes, depende só da quantidade de matéria (mol) de gás presente (PV = nRT). Só contam os participantes gasosos; sólidos como \ce{KO2} e \ce{K2CO3} não entram na conta.
No reator A, os gases são:
- reagente: 2\ \ce{CO2(g)} → 2 mol consumidos;
- produto: 3\ \ce{O2(g)} → 3 mol formados.
O número de mols de gás passa de 2 para 3, ou seja, aumenta. Com V e T constantes, P aumenta na mesma proporção de n.
O valor de X será maior, pois a quantidade de gás aumenta de 2 mol para 3 mol (pressão proporcional a n).
b) No reator B, os dois reagentes e o produto são gasosos:
- reagentes: 1\ \ce{N2} + 3\ \ce{H2} = 4 mol de gás;
- produto: 2\ \ce{NH3} = 2 mol de gás.
A quantidade de matéria gasosa cai de 4 para 2 mol, isto é, reduz-se à metade. Como o reator é fechado (volume constante) e, admitindo temperatura constante, P = \dfrac{nRT}{V} diminui proporcionalmente a n.
Se as quantidades iniciais forem estequiométricas, a pressão final será metade da inicial. Se um dos reagentes estiver em excesso, a queda será menor, mas ainda haverá diminuição, pois cada 4 mol de gás consumidos formam apenas 2 mol.
O valor de X será menor, pois o número total de mols de gás diminui (4 mol → 2 mol, em proporção estequiométrica), reduzindo a pressão.
Assuntos: Estudo dos gases e equação de Clapeyron, Cálculo estequiométrico.
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Fonte: UFG 2ª etapa 2011 · 2º semestre · 1º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗