Considere a reação de decomposição do carbonato de cálcio:
A constante de equilíbrio Kp dessa reação é
a
. Sabendo que a variação de entalpia da reação é
Explique como o equilíbrio seria afetado por uma redução de temperatura para
.
Explique como o equilíbrio seria afetado por uma redução de temperatura para
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma reação onde o carbonato de cálcio (CaCO₃) se decompõe em óxido de cálcio (CaO) e dióxido de carbono (CO₂). Nosso foco é entender como o equilíbrio dessa reação muda quando a temperatura diminui de 800°C para 700°C. Para isso, vamos usar o conceito de equilíbrio químico e a regra de Le Chatelier, que nos ajuda a prever como o sistema reage a mudanças nas condições.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a constante de equilíbrio $ K_p $ nos diz a relação entre as pressões dos produtos e reagentes no equilíbrio. Aqui, $ K_p = 1,16 \times 10^{-2} $ a 800°C. A reação também tem uma variação de entalpia ($ \Delta H $) de +178 kJ/mol, o que significa que ela é endotérmica (absorve calor).
Passo 3
Segundo, segundo a regra de Le Chatelier, se a temperatura de uma reação endotérmica diminui, o sistema vai tentar compensar essa mudança favorecendo a reação exergônica, ou seja, a que libera calor. No nosso caso, a reação inversa (formação de CaCO₃) é exotérmica.
Passo 4
Então, ao diminuir a temperatura de 800°C para 700°C, o sistema vai favorecer a formação de mais CaCO₃ para gerar calor, diminuindo a quantidade de CaO e CO₂ no equilíbrio. Isso significa que a constante de equilíbrio $ K_p $ vai diminuir, indicando menos produtos e mais reagentes no novo equilíbrio.
Resposta
Reduzindo a temperatura para 700°C, o equilíbrio se desloca para a formação de mais carbonato de cálcio (CaCO₃), diminuindo a produção de óxido de cálcio (CaO) e dióxido de carbono (CO₂).