Exercícios de Equilíbrio Químico

Carolina Batista

Equilíbrio químico é um dos assuntos que mais caem no Enem e vestibulares.

Os aspectos das reações reversíveis são abordados nas questões e avaliam os candidatos tanto pelos cálculos quanto pelos conceitos que envolvem esse tema.

Pensando nisso, fizemos essa lista de questões com diferentes abordagens sobre equilíbrio químico.

Aproveite os comentários das resoluções para se preparar para os exames, e confira o passo a passo de como resolver as questões.

Conceitos gerais de equilíbrio químico

1. (Uema) Na equação aA espaço mais espaço bB espaço arpão para a direita sobre arpão para a esquerda de 2 para 1 de espaço cC espaço mais espaço dD, após atingir o equilíbrio químico, podemos concluir a constante de equilíbrio reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo reto C parêntese recto direito à potência de reto c espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto D parêntese recto direito à potência de reto d sobre denominador parêntese recto esquerdo reto A parêntese recto direito à potência de reto a espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto B parêntese recto direito à potência de reto b fim da fração, a respeito da qual é correto afirmar que:

a) quanto maior for o valor de Kc, menor será o rendimento da reação direta.
b) Kc independe da temperatura.
c) se as velocidades das reações direta e inversa forem iguais, então Kc = 0.
d) Kc depende das molaridades iniciais dos reagentes.
e) quanto maior for o valor de Kc, maior será a concentração dos produtos.

Resposta correta: e) quanto maior for o valor de Kc, maior será a concentração dos produtos.

A reação direta é representada pelo número 1, onde: aA espaço mais espaço bB espaço seta para a direita com 1 sobrescrito espaço cC espaço mais espaço dD

Já a reação inversa é representada por aA espaço mais espaço bB espaço seta para a esquerda de 2 de espaço espaço cC espaço mais espaço dD

O valor de Kc é calculado pela razão entre as concentrações de produtos e reagentes.

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo reto C parêntese recto direito à potência de reto c espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto D parêntese recto direito à potência de reto d sobre denominador parêntese recto esquerdo reto A parêntese recto direito à potência de reto a espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto B parêntese recto direito à potência de reto b fim da fração

O numerador (que contém os produtos) é diretamente proporcional à constante de equilíbrio. Sendo assim, quanto maior o valor de Kc, maior será o rendimento da reação direta, pois mais produto está sendo formado e, consequentemente, maior será a concentração dos produtos.

O valor de Kc varia conforme a temperatura, pois quando alteramos seu valor, a reação endotérmica (absorção de calor) ou exotérmica (liberação de calor) pode ser favorecida e, com isso, mais reagente ou produto pode ser consumido ou criado, mudando assim, a constante de equilíbrio que depende da concentração dos reagentes.

Kc depende das quantidades molares dos componentes quando o equilíbrio está estabelecido e quando as velocidades das reações direta e inversa forem iguais.

2. (UFRN) O equilíbrio químico se caracteriza por ser uma dinâmica em nível microscópico. Para se ter uma informação quantitativa da extensão do equilíbrio químico, usa-se a grandeza constante de equilíbrio. Considere a tirinha a seguir:

equilíbrio químico

Aplicada ao equilíbrio químico, a ideia que o personagem tem sobre equilíbrio:

a) É correta, pois, no equilíbrio químico, metade das quantidades sempre é de produtos, e a outra metade é de reagentes.
b) Não é correta, pois, no equilíbrio químico, as concentrações de produtos e as de reagentes podem ser diferentes, mas são constantes.
c) É correta, pois, no equilíbrio químico, as concentrações de reagentes e as de produtos sempre são iguais, desde que o equilíbrio não seja perturbado por um efeito externo.
d) Não é correta, pois, no equilíbrio químico, as concentrações dos produtos sempre são maiores que as dos reagentes, desde que o equilíbrio não seja afetado por um fator externo.
e) É correta, pois, no equilíbrio químico, as concentrações de reagentes e as de produtos sempre não são iguais.

Resposta correta: b) Não é correta, pois, no equilíbrio químico, as concentrações de produtos e as de reagentes podem ser diferentes, mas são constantes.

No equilíbrio, as quantidades de produtos e reagentes podem ser calculadas com base na constante de equilíbrio, e não necessariamente devem ser metade da quantidade de produtos e a outra metade reagentes.

As concentrações no equilíbrio não são sempre iguais, elas podem ser diferentes, mas constantes se nenhuma perturbação ocorrer no equilíbrio.

As concentrações no equilíbrio devem de qual reação está sendo favorecida, se a direta ou inversa. Podemos saber isso pelo valor de Kc: se Kcmaior que 1, a reação direta é favorecida. Já se Kc menor que 1 a reação inversa é favorecida.

Gráficos de equilíbrio químico

3. (UFPE) No início do século XX, a expectativa da Primeira Guerra Mundial gerou uma grande necessidade de compostos nitrogenados. Haber foi o pioneiro na produção de amônia, a partir do nitrogênio do ar. Se a amônia for colocada num recipiente fechado, sua decomposição ocorre de acordo com a seguinte equação química não balanceada: NH3(g) → N2(g) + H2(g). As variações das concentrações com o tempo estão ilustradas na figura a seguir:

gráfico de equilíbrio químico

A partir da análise da figura acima, podemos afirmar que as curvas A, B e C representam a variação temporal das concentrações dos seguintes componentes da reação, respectivamente:

a) H2, N2 e NH3
b) NH3, H2 e N2
c) NH3, N2 e H2
d) N2, H2 e NH3
e) H2, NH3 e N2

Resposta correta: d) N2, H2 e NH3.

1º passo: balancear a equação química.

2 NH3(g) → N2(g) + 3 H2(g)

Com a reação balanceada, percebemos que é preciso 2 mols de amônia para que haja a decomposição em nitrogênio e hidrogênio. Também, a quantidade de hidrogênio produzida na reação, é três vezes maior que a de amônia.

2º passo: interpretar os dados do gráfico.

Se a amônia está sendo decomposta, então no gráfico sua concentração é máxima e vai diminuindo, conforme observamos na curva C.

Os produtos, como estão sendo formados, no início da reação as concentrações são zero e vão aumentando a medida que reagente se transformam em produto.

Como a quantidade de hidrogênio produzida é três vezes maior que de nitrogênio, então a curva para esse gás é a maior, conforme observamos em B.

O outro produto que está sendo formado é o nitrogênio, conforme observamos na curva A.

4. (Cesgranrio) O sistema representado pela equação reto F espaço mais espaço reto G espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço reto H estava em equilíbrio. O estado de equilíbrio foi alterado bruscamente por uma adição da substância G. O sistema reage no sentido de restabelecer o equilíbrio. Qual dos gráficos a seguir melhor representa as modificações ocorridas ao longo do processo descrito?

gráficos de deslocamento de equilíbrio

Resposta correta: d).

gráfico de perturbação de equilíbrio

Como o sistema estava em equilíbrio no início, as quantidades das substâncias G e H permaneciam constantes.

A perturbação ocorreu, pois aumentou-se a concentração de G e o sistema reagiu transformando esse reagente em mais produto H, deslocando o equilíbrio para direita, ou seja, favorecendo a reação direta.

Observamos que a curva de reagente G decresce, pois está sendo consumido, e a curva de produto H aumenta, pois está sendo formado.

Quando um novo equilíbrio se estabelece, as quantidades voltam a ser constantes.

Constante de equilíbrio: relação entre concentração e pressão

5. (UFRN) Sabendo-se que Kp = Kc (RT)∆n, podemos afirmar que Kp = Kc, para:

a) CO2(g) + H2(g) ↔ CO(g) + H2O(g)
b) H2(g) + ½ O2(g) ↔ H2O(l)
c) N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g)
d) NO(g) + ½ O2(g) ↔ NO2(g)
e) 4 FeS(s) + 7 O2(g) ↔ 2 Fe2O3(s) + 4 SO2(g)

Resposta correta: a) CO2(g) + H2(g) ↔ CO(g) + H2O(g)

Para Kp ser igual a Kc a variação do número de mols tem que ser igual a zero, pois qualquer número elevado a zero tem como resultado 1:

Kp = Kc (RT)0
Kp = Kc x 1
Kp = Kc

A variação do número de mols é calculada por:

∆n = Número de mols dos produtos - Número de mols dos reagentes

Nesse cálculo, apenas os coeficientes das substâncias no estado gasoso participam.

Aplicando a cada equação das alternativas, temos:

a) CO2(g) + H2(g) ↔ CO(g) + H2O(g) ∆n = [(1+1) - (1+1)] = 2 - 2 = 0
b) H2(g) + ½ O2(g) ↔ H2O(l) ∆n = [0 - (1+1/2)] = 0 - 3/2 = - 3/2
c) N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) ∆n = [2 - (1+3)] = 2 - 4 = - 2
d) NO(g) + ½ O2(g) ↔ NO2(g) ∆n = [1 - (1+1/2)] = 1 - 3/2 = - 1/2
e) 4 FeS(s) + 7 O2(g) ↔ 2 Fe2O3(s) + 4 SO2(g) ∆n = [(0+4) - (0+7)] = 4 - 7 = - 3

Com esses resultados, podemos observar que a alternativa cujo valor corresponde ao resultado necessário é a da primeira equação.

6. (UEL-adaptada) Para a reação representada por 3 espaço Fe com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 4 espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço arpão para a direita sobre arpão para a esquerda espaço Fe com 3 subscrito reto O com 4 parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 4 espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaçoas constantes de equilíbrio Kc e Kp são expressas pelas equações: (Dado: p = pressão parcial)

reto a parêntese direito espaço reto K com reto c subscrito espaço igual a numerador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito espaço. espaço parêntese recto esquerdo Fe com 3 subscrito reto O com 4 subscrito parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo Fe parêntese recto direito. espaço parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito reto O parêntese recto direito fim da fração espaço reto e espaço reto K com reto p subscrito espaço igual a p à potência de 4 reto H com 2 subscrito reto b parêntese direito espaço reto K com reto c subscrito espaço igual a numerador parêntese recto esquerdo Fe com 3 subscrito reto O com 4 subscrito parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo Fe parêntese recto direito ao cubo fim da fração espaço reto e espaço reto K com reto p subscrito espaço igual a p espaço reto H com 2 subscrito reto O reto c parêntese direito espaço reto K com reto c subscrito espaço igual a numerador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito à potência de 4 espaço. espaço parêntese recto esquerdo Fe com 3 subscrito reto O com 4 subscrito parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo Fe parêntese recto direito ao cubo. espaço parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito reto O parêntese recto direito à potência de 4 fim da fração espaço reto e espaço reto K com reto p subscrito espaço igual a numerador p itálico espaço Fe sobre denominador p itálico espaço Fe com 3 subscrito reto O com 4 subscrito fim da fração reto d parêntese direito espaço reto K com reto c subscrito espaço igual a numerador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito espaço. espaço parêntese recto esquerdo Fe com 3 subscrito reto O com 4 subscrito parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito reto O parêntese recto direito à potência de 4 fim da fração espaço reto e espaço reto K com reto p subscrito espaço igual a numerador p à potência de 4 reto H com 2 subscrito espaço. espaço p itálico espaço Fe com 3 subscrito reto O com 4 subscrito sobre denominador p à potência de 4 reto H com 2 subscrito reto O espaço. espaço p à potência de itálico 3 itálico espaço Fe fim da fração reto e parêntese direito espaço reto K com reto c subscrito espaço igual a numerador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito à potência de 4 sobre denominador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito reto O parêntese recto direito à potência de 4 fim da fração espaço reto e espaço reto K com reto p subscrito espaço igual a numerador p à potência de 4 reto H com 2 subscrito sobre denominador p à potência de 4 reto H com 2 subscrito reto O fim da fração

Alternativa correta: reto e parêntese direito espaço reto K com reto c subscrito espaço igual a numerador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito à potência de 4 sobre denominador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito reto O parêntese recto direito à potência de 4 fim da fração espaço reto e espaço reto K com reto p subscrito espaço igual a numerador p à potência de 4 reto H com 2 subscrito sobre denominador p à potência de 4 reto H com 2 subscrito reto O fim da fração

A constante de equilíbrio é calculada por: reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo reto C parêntese recto direito à potência de reto c espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto D parêntese recto direito à potência de reto d sobre denominador parêntese recto esquerdo reto A parêntese recto direito à potência de reto a espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto B parêntese recto direito à potência de reto b fim da fração

Os compostos sólidos, por terem suas concentrações constantes, não participam do cálculo de Kc, por isso, a constante de equilíbrio para a equação dada é: reto K com reto c subscrito espaço igual a numerador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito à potência de 4 sobre denominador parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito reto O parêntese recto direito à potência de 4 fim da fração espaço

Para a constante de equilíbrio, em termos de pressão, apenas os gases participam do cálculo, por isso: reto K com reto p subscrito espaço igual a numerador p à potência de 4 reto H com 2 subscrito sobre denominador p à potência de 4 reto H com 2 subscrito reto O fim da fração

Cálculo da constante de equilíbrio

7. (Enem/2015) Vários ácidos são utilizados em indústrias que descartam seus efluentes nos corpos d'água, como rios e lagos, podendo afetar o equilíbrio ambiental. Para neutralizar a acidez, o sal carbonato de cálcio pode ser adicionado ao efluente, em quantidades apropriadas, pois produz bicarbonato, que neutraliza a água. As equações envolvidas no processo são apresentadas:

reações em equilíbrio

Com base nos valores das constantes de equilíbrio das reações II, III e IV a 25 ºC, qual é o valor numérico da constante de equilíbrio da reação I?

a) 4,5 x 10-26
b) 5,0 x 10-5
c) 0,8 x 10-9
d) 0,2 x 105
e) 2,2 x 1026

Resposta correta: b) 5,0 x 10-5

1º passo: utilizar a lei de Hess para fazer os ajustes necessários.

Dada uma equação química: aA espaço mais espaço bB espaço seta para a direita cC espaço mais espaço dD

A constante é calculada por: reto K espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo reto C parêntese recto direito à potência de reto c espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto D parêntese recto direito à potência de reto d sobre denominador parêntese recto esquerdo reto A parêntese recto direito à potência de reto a espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto B parêntese recto direito à potência de reto b fim da fração

Mas se invertermos a equação, obtemos como resultado: cC espaço mais espaço dD espaço seta para a direita espaço aA espaço mais espaço bB

E a constante passa a ser o inverso: reto K apóstrofo espaço igual a espaço 1 sobre reto K

Para chegarmos a equação 1, dada na questão, precisamos inverter a equação II, como no exemplo anterior.

2º passo: Manipular as equações II, III e IV para chegar ao resultado da equação I.

Eq apóstrofo parêntese esquerdo II parêntese direito dois pontos espaço espaço espaço riscado diagonal para cima sobre reto H à potência de mais fim do riscado espaço mais espaço riscado diagonal para cima sobre CO com 3 subscrito à potência de 2 menos fim do exponencial fim do riscado espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço HCO com 3 subscrito à potência de menos espaço espaço inverso espaço de espaço Eq espaço parêntese esquerdo II parêntese direito Eq espaço parêntese esquerdo III parêntese direito dois pontos espaço espaço CaCO com 3 subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço Ca à potência de 2 mais fim do exponencial espaço mais espaço riscado diagonal para cima sobre CO com 3 subscrito à potência de 2 menos fim do exponencial fim do riscado Eq espaço parêntese esquerdo IV parêntese direito dois pontos espaço CO com 2 subscrito espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço riscado diagonal para cima sobre reto H à potência de mais fim do riscado espaço mais espaço HCO com 3 subscrito à potência de menos em moldura inferior fecha moldura Eq espaço parêntese esquerdo reto I parêntese direito dois pontos espaço espaço espaço espaço CaCO com 3 subscrito espaço mais espaço CO com 2 subscrito espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 HCO com 3 subscrito à potência de menos

3º passo: calcular a constante de equilíbrio da equação I.

O cálculo de KI é feito multiplicando os valores das constantes.

reto K com reto I subscrito espaço igual a espaço reto K apóstrofo com II subscrito espaço reto x espaço reto K com III subscrito espaço reto x espaço reto K com IV subscrito reto K com reto I subscrito espaço igual a 1 sobre reto K com II subscrito reto x espaço reto K com III subscrito espaço reto x espaço reto K com IV subscrito reto K com reto I subscrito espaço igual a numerador 1 sobre denominador 3 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 11 fim do exponencial fim da fração sinal de multiplicação espaço 6 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 9 fim do exponencial espaço reto x espaço 2 vírgula 5 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 7 fim do exponencial reto K com reto I subscrito espaço igual a numerador 6 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 9 fim do exponencial espaço reto x espaço 2 vírgula 5 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 7 fim do exponencial sobre denominador 3 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 11 fim do exponencial fim da fração

Como no cálculo temos potências de bases iguais, repetimos a base e somamos os expoentes.

reto K com reto I subscrito espaço igual a numerador 15 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 9 mais parêntese esquerdo menos 7 parêntese direito fim do exponencial sobre denominador 3 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 11 fim do exponencial fim da fração reto K com reto I subscrito espaço igual a numerador 15 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 16 fim do exponencial sobre denominador 3 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 11 fim do exponencial fim da fração

Como agora temos uma divisão com potências de bases iguais, repetimos a base e subtraímos os expoentes.

reto K com reto I subscrito espaço igual a espaço espaço 5 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 16 menos parêntese esquerdo menos 11 parêntese direito fim do exponencial reto K com reto I subscrito espaço igual a espaço espaço 5 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 16 mais 11 fim do exponencial reto K com reto I subscrito espaço igual a espaço espaço 5 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 5 fim do exponencial

8. (UnB) O pentacloreto de fósforo é um reagente muito importante em Química orgânica. Ele é preparado em fase gasosa por meio da reação: 1 espaço PCl com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 1 espaço Cl com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 1 espaço PCl com 5 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito
Um frasco de 3,00 L de capacidade contém em equilíbrio, a 200 °C: 0,120 mol de PCl5(g), 0,600 mol de PCl3(g) e 0,0120 mol de CL2(g). Qual o valor da constante de equilíbrio a essa temperatura?

Resposta correta: 50 (mol/L)-1

1º passo: Montar a expressão da constante de equilíbrio para a reação.

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo Produtos parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo Reagentes parêntese recto direito fim da fração igual a numerador parêntese recto esquerdo PCl com 5 subscrito parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo PCl com 3 subscrito parêntese recto direito espaço reto x espaço parêntese recto esquerdo Cl com 2 subscrito parêntese recto direito fim da fração

2º passo: calcular as concentrações em mol/L de cada componente no equilíbrio.

Fórmula de concentração molar: reto C com reto m subscrito   igual a espaço numerador reto n sinal de grau espaço de espaço mols sobre denominador volume espaço parêntese esquerdo reto L parêntese direito fim da fração

PCl3 Cl2 PCl5
reto C com reto m subscrito  igual a numerador 0 vírgula 6 espaço mol sobre denominador 3 espaço reto L fim da fração reto C com reto m espaço subscrito fim do subscrito igual a 0 vírgula 2 espaço mol dividido por reto L reto C com reto m subscrito   igual a numerador 0 vírgula 0120 espaço mol sobre denominador 3 espaço reto L fim da fração reto C com reto m subscrito   igual a 0 vírgula 004 espaço mol dividido por reto L reto C com reto m subscrito   igual a numerador 0 vírgula 120 espaço mol sobre denominador 3 espaço reto L fim da fração reto C com reto m subscrito   igual a 0 vírgula 04 espaço mol dividido por reto L

3º passo: substituir as concentrações na expressão da constante e calcular o valor de Kc.

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo PCl com 5 subscrito parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo PCl com 3 subscrito parêntese recto direito espaço reto x espaço parêntese recto esquerdo Cl com 2 subscrito parêntese recto direito fim da fração igual a numerador 0 vírgula 04 espaço mol dividido por reto L sobre denominador 0 vírgula 2 espaço mol dividido por reto L espaço reto x espaço 0 vírgula 004 espaço mol dividido por reto L espaço fim da fração reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador 0 vírgula 04 espaço mol dividido por reto L sobre denominador 0 vírgula 0008 espaço mol ao quadrado dividido por reto L ao quadrado espaço fim da fração reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço 50 espaço parêntese esquerdo mol dividido por reto L parêntese direito à potência de menos 1 fim do exponencial

Aplicações para o equilíbrio equilíbrio

9. (Enem/2016) Após seu desgaste completo, os pneus podem ser queimados para a geração de energia. Dentre os gases gerados na combustão completa da borracha vulcanizada, alguns são poluentes e provocam a chuva ácida. Para evitar que escapem para a atmosfera, esses gases podem ser borbulhados em uma solução aquosa contendo uma substância adequada. Considere as informações das substâncias listadas no quadro.

constantes de equilíbrio enem

Dentre as substâncias listadas no quadro, aquela capaz de remover com maior eficiência os gases poluentes é o(a)

a) Fenol.
b) Piridina.
c) Metilamina.
d) Hidrogenofosfato de potássio.
e) Hidrogenosulfato de potássio.

Resposta correta: d) Hidrogenofosfato de potássio.

O CO2, os óxidos de enxofre (SO2 e SO3) e os óxidos de nitrogênio (NO e NO2) são os principais gases poluentes.

Ao reagirem com a água presente na atmosfera, há a formação de ácidos que provocam o aumento da acidez da chuva, por isso é dado o nome de chuva ácida.

As constantes de equilíbrio dadas na tabela são calculadas pela razão entre as concentrações de produtos e reagentes seguinte forma:

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo Produtos parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo Reagentes parêntese recto direito fim da fração

Note que a constante de equilíbrio é proporcional a concentração dos produtos: quanto maior a quantidade de produtos, maior o valor de Kc.

Observe os valores do primeiro e último composto da tabela para Kc:

Piridina 1 vírgula 3 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 10 fim do exponencial 0 vírgula 00000000013
Hidrogenosulfato de potássio 3 vírgula 1 espaço x espaço 10 à potência de menos 2 fim do exponencial 0 vírgula 031

Comparando os dois números vemos que quanto menor a potência negativa, maior será o valor da constante.

Para remover os poluentes com maior eficiência, são necessários OH- para reagir com os íons H+ presentes nos ácidos por meio de uma reação de neutralização.

Entre as substâncias apresentadas as que produzem as hidroxilas necessárias para neutralizar os compostos ácidos são: piridina, metilamina e hidrogenofosfato de potássio.

Para saber qual o composto mais eficiente observamos as constantes de equilíbrio: quanto maior o valor da constante, maior a concentração de OH-.

Sendo assim, a solução aquosa contendo uma substância adequada para essa finalidade é a de hidrogenofosfato de potássio, pois é mais básica e neutraliza com mais eficiência os ácidos.

10. (Enem/2009) Sabões são sais de ácidos carboxílicos de cadeia longa utilizados com a finalidade de facilitar, durante processos de lavagem, a remoção de substâncias de baixa solubilidade em água, por exemplo, óleos e gorduras. A figura a seguir representa a estrutura de uma molécula de sabão.

sal de ácido carboxílico

Em solução, os ânions do sabão podem hidrolisar a água e, desse modo, formar o ácido carboxílico correspondente. Por exemplo, para o estearato de sódio, é estabelecido o seguinte equilíbrio:

hidrólise

Uma vez que o ácido carboxílico formado é pouco solúvel em água e menos eficiente na remoção de gorduras, o pH do meio deve ser controlado de maneira a evitar que o equilíbrio acima seja deslocado para a direita.

Com base nas informações do texto, é correto concluir que os sabões atuam de maneira:

a) Mais eficiente em pH básico.
b) Mais eficiente em pH ácido.
c) Mais eficiente em pH neutro.
d) Eficiente em qualquer faixa de pH.
e) Mais eficiente em pH ácido ou neutro.

Resposta: a) Mais eficiente em pH básico.

No equilíbrio apresentado, vemos que o estearato de sódio ao reagir com a água forma um ácido carboxílico e hidroxila.

O intuito de controlar o pH é não permitir a formação de ácido carboxílico, e isso é feito deslocando o equilíbrio alterando a concentração de OH-.

Quanto mais OH- em solução, há uma perturbação no lado dos produtos e o sistema químico reage consumindo a substância que teve sua concentração aumentada, no caso a hidroxila.

Consequentemente, haverá a transformação dos produtos em reagentes.

Portanto, os sabões atuam de maneira mais eficiente em pH básico, pois o excesso de hidroxila desloca o equilíbrio para esquerda.

Já se o pH fosse ácido, haveria uma maior concentração de H+ que afetaria o equilíbrio consumindo OH- e o equilíbrio agiria produzindo mais hidroxila, deslocando o equilíbrio para esquerda e produzindo mais ácido carboxílico, o que não é de interesse no processo apresentado.

Deslocamento de equilíbrio químico

11. (Enem/2011) Os refrigerantes têm-se tornado cada vez mais o alvo de políticas públicas de saúde. Os de cola apresentam ácido fosfórico, substância prejudicial à fixação de cálcio, o mineral que é o principal componente da matriz dos dentes. A cárie é um processo dinâmico de desequilíbrio do processo de desmineralização dentária, perda de minerais em razão da acidez. Sabe-se que o principal componente do esmalte do dente é um sal denominado hidroxiapatita. O refrigerante, pela presença da sacarose, faz decrescer o pH do biofilme (placa bacteriana), provocando a desmineralização do esmalte dentário. Os mecanismos de defesa salivar levam de 20 a 30 minutos para normalizar o nível do pH, remineralizando o dente. A equação química seguinte representa esse processo:

desmineralização do esmalte dentárioGROISMAN, S. Impacto do refrigerante nos dentes é avaliado sem tirá-lo da dieta. Disponível em: http://www.isaude.net. Acesso em: 1 maio 2010 (adaptado).

Considerando que uma pessoa consuma refrigerantes diariamente, poderá ocorrer um processo de desmineralização dentária, devido ao aumento da concentração de

a) OH, que reage com os íons Ca2+, deslocando o equilíbrio para a direita.
b) H+, que reage com as hidroxilas OH, deslocando o equilíbrio para a direita.
c) OH, que reage com os íons Ca2+, deslocando o equilíbrio para a esquerda.
d) H+, que reage com as hidroxilas OH, deslocando o equilíbrio para a esquerda.
e) Ca2+, que reage com as hidroxilas OH, deslocando o equilíbrio para a esquerda.

Resposta correta: b) H+, que reage com as hidroxilas OH, deslocando o equilíbrio para a direita.

Quando o pH diminui é porque se aumentou a acidez, ou seja, a concentração de íons H+, como o enunciado diz há a presença do ácido fosfórico.

Esses íons reagem com OH- fazendo com que haja o consumo dessa substância e, consequentemente, o deslocamento do equilíbrio para direita, pois o sistema age produzindo mais desses íons que foram retirados.

O deslocamento de equilíbrio entre reagentes e produtos ocorreu pela diminuição da concentração de OH-.

Se os íons Ca2+ e OH- tivessem a concentração aumentada deslocaria o equilíbrio para esquerda, pois o sistema reagiria consumindo-os e formando mais hidroxiapatita.

12. (Enem/2010) Às vezes, ao abrir um refrigerante, percebe-se que uma parte do produto vaza rapidamente pela extremidade do recipiente. A explicação para esse fato está relacionada à perturbação do equilíbrio químico existente entre alguns dos ingredientes do produto de acordo com a equação:

CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço reto H com 2 subscrito CO com 3 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito

A alteração do equilíbrio anterior, relacionada ao vazamento do refrigerante nas condições descritas, tem como consequência a:

a) Liberação de CO2 para o ambiente.
b) Elevação da temperatura do recipiente.
c) Elevação da pressão interna do recipiente.
d) Elevação da concentração de CO2 no líquido.
e) Formação de uma quantidade significativa de H2O.

Resposta correta: a) Liberação de CO2 para o ambiente.

Dentro da garrafa, o gás carbônico estava dissolvido no líquido devido a elevada pressão.

Quando a garrafa é aberta, a pressão que havia no interior do recipiente (que era maior) se iguala a pressão do ambiente e, com isso, há o escape de gás carbônico.

O deslocamento de equilíbrio entre reagentes e produtos ocorreu pela diminuição da pressão: quando diminui a pressão, o equilíbrio se desloca para o maior volume (número de mols).

A reação deslocou-se para esquerda e o CO2 que estava dissolvido no liquido foi liberado, vazando quando se abriu a garrafa.

Carolina Batista
Carolina Batista
Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011) e Bacharelada em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018).