Considere a seguinte reação e responda, justificando:
Cu(s)+H2 O(g) Leftrightarrow CuO(s)+H2(g), com De
a) Qual o efeito sobre o equilibrio quando se remove parte do H2 do meio reacional?
b) Um aumento de temperatura desloca a posição de equilíbrio? Em que sentido?
c) Qual o efeito sobre o equilibrio quando se aumenta a pressão?
d) A presença de um catalisador pode alterar a posição de equilíbrio?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente vai analisar uma reação química e ver como diferentes mudanças no sistema afetam o equilíbrio. Para isso, vamos usar conceitos de Princípio de Le Chatelier, entendimento sobre reações endotérmicas e exotérmicas, além de entender como pressão e catalisadores influenciam o equilíbrio químico.

Passo 2

a) Qual o efeito sobre o equilíbrio quando se remove parte do H2 do meio reacional?
Primeiro, vamos lembrar o Princípio de Le Chatelier, que diz que se a gente muda alguma condição de uma reação em equilíbrio, o sistema reage para minimizar essa mudança. No caso, a gente tá removendo parte do H2, que é um dos produtos da reação:
Cu(s) + H2O(g) Leftrightarrow CuO(s) + H2(g)
Ao remover H2, o sistema quer compensar essa perda. Então, ele vai deslocar o equilíbrio para a direita, produzindo mais H2 e formando mais CuO.

Passo 3

b) Um aumento de temperatura desloca a posição de equilíbrio? Em que sentido?
A variação de entalpia da reação é De, o que indica que a reação é endotérmica (absorve calor). Quando a gente aumenta a temperatura, é como se estivesse adicionando calor ao sistema. Segundo o Princípio de Le Chatelier, o sistema vai reagir consumindo esse calor. Para reações endotérmicas, isso significa que o equilíbrio vai se deslocar para a direita para absorver mais calor, ou seja, formando mais produtos.

Passo 4

c) Qual o efeito sobre o equilíbrio quando se aumenta a pressão?
Para analisar isso, vamos olhar para os gases na reação:
  • Lado dos reagentes: H2O(g) → 1 mole de gás.
  • Lado dos produtos: H2(g) → 1 mole de gás.
Como o número de moles de gás é o mesmo nos dois lados da reação, aumentar a pressão não favorece nem um lado nem o outro. Portanto, aumentar a pressão não tem efeito sobre a posição de equilíbrio dessa reação.

Passo 5

d) A presença de um catalisador pode alterar a posição de equilíbrio?
Não, um catalisador acelera a velocidade com que o equilíbrio é alcançado, mas não altera a posição do equilíbrio. Ele faz com que tanto a reação direta quanto a reversa aconteçam mais rápido, mas as quantidades de reagentes e produtos no equilíbrio permanecem as mesmas.

Resposta

Resumindo:
a) Remover parte do H2 faz o equilíbrio se deslocar para a direita, produzindo mais H2 e CuO.
b) Aumentar a temperatura desloca o equilíbrio para a direita, favorecendo a formação de produtos em uma reação endotérmica.
c) Aumentar a pressão não afeta o equilíbrio, já que o número de moles de gás é igual nos dois lados da reação.
d) A presença de um catalisador não altera a posição do equilíbrio; ele apenas acelera a velocidade com que o equilíbrio é atingido.

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