Considere uma reação de esterificação do tipo exemplificada a seguir. A reação é realizada em um solvente (solv) capaz de manter dissolvidas todas as espécies químicas envolvidas.
Considere que em relação a esta reação química e julgue as afirmações abaixo:
I. A constante de equilíbrio não é muito diferente do valor unitário. ( )
II. Os íons
(solv) são bons catalisadores para a reação no sentido direito. ( )
III. Os íons
(solv) são bons catalisadores para a reação no sentido inverso. ( )
IV. Para aumentar o rendimento da reação no sentido direto, o éster e/ou a água devem ser continuamente eliminados do sistema. ( )
V. Se todos os coeficientes estequiométricos da equação anterior forem multiplicados por 2, o valor numérico da constante de equilíbrio aumentará. ( )
I. A constante de equilíbrio não é muito diferente do valor unitário. ( )
II. Os íons
III. Os íons
IV. Para aumentar o rendimento da reação no sentido direto, o éster e/ou a água devem ser continuamente eliminados do sistema. ( )
V. Se todos os coeficientes estequiométricos da equação anterior forem multiplicados por 2, o valor numérico da constante de equilíbrio aumentará. ( )
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me deu uma reação de esterificação e algumas afirmações sobre ela. Nosso objetivo é analisar cada afirmação e decidir se está correta ou não. Para isso, vamos precisar entender conceitos de equilíbrio químico, constante de equilíbrio, catalisadores e como manipular a reação para aumentar o rendimento. Vamos resolver isso juntos passo a passo!
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação de esterificação que você forneceu:
Essa é uma reação entre ácido acético (
) e álcool propílico (
) formando propionato de metila (
) e água (
). É uma reação de equilíbrio, ou seja, pode ir para os dois lados.
Passo 3
Agora, vamos analisar cada afirmação uma por uma.
Afirmação I: A constante de equilíbrio não é muito diferente do valor unitário.
Para entender isso, precisamos saber o que é a constante de equilíbrio (
). Ela indica a proporção das concentrações dos produtos e reagentes no equilíbrio. Se
estiver próximo de 1, a reação está em equilíbrio, sem favorecimento claro para reagentes ou produtos. Se for muito maior que 1, favorece os produtos; se for muito menor, favorece os reagentes.
A esterificação entre ácido carboxílico e álcool geralmente tem um
que não é muito grande nem muito pequeno, ficando próximo de 1.
Conclusão para I: Verdadeira.
Passo 4
Afirmação II: Os íons
(solv) são bons catalisadores para a reação no sentido direito.
Um catalisador acelera a reação sem ser consumido por ela. No caso de reações de esterificação, ácidos (que fornecem
) são usados como catalisadores. Eles protonam o ácido carboxílico, aumentando sua reatividade e favorecendo a formação do éster e da água, ou seja, o sentido direto.
Conclusão para II: Verdadeira.
Passo 5
Afirmação III: Os íons
(solv) são bons catalisadores para a reação no sentido inverso.
Como vimos anteriormente, os íons
catalisam a reação no sentido direto, favorecendo a formação de éster e água. No sentido inverso, eles não têm o mesmo efeito, pois o catalisador está facilitando a formação dos produtos, não dos reagentes.
Conclusão para III: Falsa.
Passo 6
Afirmação IV: Para aumentar o rendimento da reação no sentido direto, o éster e/ou a água devem ser continuamente eliminados do sistema.
De acordo com o princípio de Le Chatelier, se removemos produtos da reação, o equilíbrio se desloca para o lado dos produtos para compensar. Assim, eliminando o éster ou a água, forçamos a reação a produzir mais produtos para restabelecer o equilíbrio, aumentando o rendimento do sentido direto.
Conclusão para IV: Verdadeira.
Passo 7
Afirmação V: Se todos os coeficientes estequiométricos da equação anterior forem multiplicados por 2, o valor numérico da constante de equilíbrio aumentará.
A constante de equilíbrio para uma reação geral:
É dada por:
Se multiplicarmos todos os coeficientes por 2:
A nova constante de equilíbrio será:
Então, o valor de
é o quadrado de
, ou seja, ele aumenta.
Conclusão para V: Verdadeira.
Resposta
I. Verdadeira
II. Verdadeira
III. Falsa
IV. Verdadeira
V. Verdadeira