PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 21 da UFPR 2009

1ª fase · Química: Constante de equilíbrio (Kc e Kp)

O gráfico a seguir descreve as variações das concentrações das espécies presentes num sistema reacional, em função do tempo, para a reação hipotética:

Gráfico de concentração em mol/L em função do tempo em minutos para a reação hipotética xA + yB <=> zC, mostrando as curvas de consumo de [A] (de 2,0 a 1,1) e [B] (de 3,0 a 0,3) e de formação de [C] (de 0,0 a 1,8), atingindo o equilíbrio em 6 minutos.

Com base no gráfico, assinale a alternativa que, respectivamente, apresenta os coeficientes x, y e z e indica se o valor de \text{K}_\text{c} é maior ou menor que 1.

  1. A
    1, 1, 2, <1.
  2. B
    1, 1, 2, >1.
  3. C
    1, 3, 2, <1.
  4. D
    1, 3, 2, >1.
  5. E
    2, 1, 1, >1.
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Resolução comentada

Os coeficientes de uma reação são proporcionais às variações de concentração das espécies até o equilíbrio (a partir de 6 min nada mais muda).

  1. Variação de A: 2{,}0 - 1{,}1 = 0{,}9\ \text{mol/L} (consumido).
  2. Variação de B: 3{,}0 - 0{,}3 = 2{,}7\ \text{mol/L} (consumido).
  3. Variação de C: 1{,}8 - 0 = 1{,}8\ \text{mol/L} (formado).

Dividindo pelo menor valor (0{,}9): A = 1, B = 3, C = 2. Logo x=1, y=3, z=2, ou seja, \ce{A + 3B <=> 2C}.

Agora o K_c, com as concentrações no equilíbrio:

K_c = \frac{[C]^2}{[A]\cdot[B]^3} = \frac{(1{,}8)^2}{1{,}1\cdot(0{,}3)^3} = \frac{3{,}24}{1{,}1\cdot 0{,}027} = \frac{3{,}24}{0{,}0297} \approx 109

Como K_c \approx 109 > 1, predominam os produtos no equilíbrio.

Coeficientes 1, 3, 2 e K_c>1.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa C engana quem acerta os coeficientes mas erra o Kc: sem elevar [B] ao cubo e [C] ao quadrado, o valor parece pequeno.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ACoeficientes 1, 1, 2 ignoram que B variou 2,7, o triplo de A, e o Kc seria maior que 1.
  • BCoeficiente de B errado (1 em vez de 3); só o Kc>1 está certo.
  • CCoeficientes certos, mas conclui Kc<1 ao esquecer os expoentes; Kc ≈ 109.
  • ECoeficientes invertidos, sem relação com as variações de concentração do gráfico.

Assunto: Constante de equilíbrio (Kc e Kp).

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Fonte: UFPR 2009 · 1ª fase. Prova oficial ↗