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.
CH3 COOH( solv )+C3 H7 OH (solv) rightarrow CH3 COOC3 H7 (solv) +H2 O( solv )
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 H^+(solv) são bons catalisadores para a reação no sentido direito. ( )
III. Os íons H^+(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. ( )

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:
CH3 COOH(solv) + C3 H7 OH(solv) rightarrow CH3 COOC3 H7 (solv) + H2 O(solv)
Essa é uma reação entre ácido acético ( CH3COOH) e álcool propílico ( C3H7OH) formando propionato de metila ( CH3COOC3H7) e água ( H2O). 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 ( K). Ela indica a proporção das concentrações dos produtos e reagentes no equilíbrio. Se K 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 K que não é muito grande nem muito pequeno, ficando próximo de 1.
Conclusão para I: Verdadeira.

Passo 4

Afirmação II: Os íons H^+ (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 H^+) 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 H^+ (solv) são bons catalisadores para a reação no sentido inverso.
Como vimos anteriormente, os íons H^+ 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:
aA + bB rightarrow cC + dD
É dada por:
K = [C]^c [D]^d[A]^a [B]^b
Se multiplicarmos todos os coeficientes por 2:
2aA + 2bB rightarrow 2cC + 2dD
A nova constante de equilíbrio será:
K' = ( [C]^c [D]^d[A]^a [B]^b )^2 = K^2
Então, o valor de K' é o quadrado de K, ou seja, ele aumenta.
Conclusão para V: Verdadeira.

Resposta

I. Verdadeira
II. Verdadeira
III. Falsa
IV. Verdadeira
V. Verdadeira

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