PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 77 da UNICAMP 2017

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

Bebidas gaseificadas apresentam o inconveniente de perderem a graça depois de abertas. A pressão do \ce{CO2} no interior de uma garrafa de refrigerante, antes de ser aberta, gira em torno de 3{,}5\text{ atm}, e é sabido que, depois de aberta, ele não apresenta as mesmas características iniciais. Considere uma garrafa de refrigerante de 2 litros, sendo aberta e fechada a cada 4 horas, retirando-se de seu interior 250\text{ mL} de refrigerante de cada vez. Nessas condições, pode-se afirmar corretamente que, dos gráficos a seguir, o que mais se aproxima do comportamento da pressão dentro da garrafa, em função do tempo é o

Quatro gráficos da pressão (P / atm) de 0 a 4 em função do tempo (tempo / h) de 0 a 36, identificados pelas letras a, b, c e d, com linhas verticais tracejadas a cada 4 h (de 4 a 32 h). No gráfico a, a pressão diminui em patamares horizontais (degraus) a cada 4 h. No gráfico b, a pressão permanece em 3,5 atm até 4 h, e a partir daí cai bruscamente para 1 atm a cada abertura e sobe em curva com concavidade para baixo até valores máximos sucessivamente menores a cada ciclo. No gráfico c, a pressão cai bruscamente para valores cada vez mais baixos a cada abertura e sobe até atingir cerca de 3,5 atm ao final de cada intervalo. No gráfico d, a pressão cai bruscamente para 1 atm a cada abertura e se recupera em curva até atingir o patamar constante de 3,5 atm em todos os ciclos.

As alternativas estão no enunciado, acima.

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
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Resolução comentada

Ao abrir a garrafa, o gás do espaço livre ("headspace") escapa e a pressão cai para a pressão atmosférica, 1\text{ atm}. Com a garrafa fechada, o \ce{CO2} dissolvido no líquido sai da solução e passa para o espaço livre, e a pressão sobe de novo até um valor em que o sistema volta ao equilíbrio.

Cada vez que se retiram 250\text{ mL}, o volume de líquido diminui e o espaço livre aumenta. O líquido que sobra contém menos \ce{CO2} dissolvido, porque parte do gás já foi perdida em aberturas anteriores. Assim, a pressão de equilíbrio atingida a cada ciclo fica menor que a do ciclo anterior.

O gráfico deve ter, portanto, estas características:

  1. 3{,}5\text{ atm} até 4\text{ h}, com a garrafa fechada;
  2. queda brusca até 1\text{ atm} a cada abertura;
  3. subida em curva com concavidade para baixo, que vai desacelerando até o equilíbrio, e não em reta;
  4. máximos sucessivamente menores, porque a quantidade de \ce{CO2} vai se esgotando.

O gráfico a tem apenas degraus, sem recuperação da pressão. O gráfico c volta a 3{,}5\text{ atm} em todos os ciclos, o que é impossível com menos gás disponível. O gráfico d também volta sempre a 3{,}5\text{ atm} e, além disso, sobe em linha reta. Só o gráfico b reúne todas as características.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AMostra só degraus de queda, sem a recuperação da pressão com a garrafa fechada, quando o CO2 dissolvido passa ao espaço livre.
  • CFaz a pressão voltar a 3,5 atm em todos os ciclos, ignorando que o líquido restante tem menos CO2 dissolvido.
  • DTambém volta sempre a 3,5 atm e ainda tem subida linear, sem a desaceleração típica de um equilíbrio.

Assuntos: Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier), Coeficiente e curvas de solubilidade.

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Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2017. Prova oficial ↗