PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 24 da UFPR 2005

1ª fase · Química: Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier)

Considere o equilíbrio abaixo, que representa a síntese industrial da amônia.

\ce{N2 (g) + 3 H2 (g) <=>[catalisador] 2 NH3 (g)} \qquad \Delta H < 0

Para aumentar o rendimento da reação, basta deslocar o equilíbrio para a direita. Um aluno propôs os seguintes procedimentos para que isso ocorra:

I. Aumento da temperatura, sob pressão constante.
II. Aumento da pressão, sob temperatura constante.
III. Adição de mais catalisador ao sistema reacional.
IV. Remoção da amônia, à medida que for sendo formada.

O deslocamento do equilíbrio para a direita ocorre com os procedimentos descritos

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

Pelo princípio de Le Chatelier, quando um fator externo perturba um equilíbrio, ele se desloca no sentido que atenua essa perturbação. Vamos testar cada procedimento.\n\nI. Aumento da temperatura. A reação direta tem \Delta H < 0, ou seja, é exotérmica. Aquecer favorece o sentido endotérmico, que é o inverso. O equilíbrio vai para a esquerda, e o procedimento não serve.\n\nII. Aumento da pressão. Contando os mols gasosos:\n\n1. Reagentes: 1 + 3 = 4 mols.\n2. Produto: 2 mols.\n\nMais pressão favorece o lado de menor volume, isto é, menos mols de gás. Esse é o lado direito, então o procedimento serve.\n\nIII. Mais catalisador. O catalisador acelera igualmente as reações direta e inversa. Ele faz o equilíbrio ser atingido mais rápido, mas não altera sua posição nem o rendimento. Não serve.\n\nIV. Remoção da amônia. Retirar um produto diminui sua concentração, e o sistema reage produzindo mais \ce{NH3}, deslocando-se para a direita. Serve.\n\nOs procedimentos que deslocam o equilíbrio para a direita são apenas II e IV.\n\nAlternativa E.

Pegadinha: A alternativa B engana quem acha que o catalisador aumenta o rendimento; ele só acelera a chegada ao equilíbrio e não o desloca.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Ainclui o aumento de temperatura, que favorece o sentido endotérmico (inverso) e desloca o equilíbrio para a esquerda.
  • Btraz o aumento de temperatura (desloca para a esquerda) e o catalisador (não altera a posição do equilíbrio).
  • Cinclui o aumento de temperatura, que prejudica o rendimento de uma reação exotérmica.
  • Dinclui o catalisador, que só acelera a reação sem deslocar o equilíbrio, e deixa de fora o aumento de pressão.

Assunto: Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier).

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Fonte: UFPR 2005 · 1ª fase. Prova oficial ↗