A decomposição do carbonato de potássio CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g) é um processo endotérmico ( Delta H > 0 ). Usando o princípio de Le Chatelier explique as seguintes situações:
a) O que ocorre com o aumento da temperatura:
b) Se for adicionado mais CaCO3 (s) no sistema:
c) Se for adicionado mais CO2(g) no sistema:
d) Escreva a expressão de equilíbrio em termos de pressão.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre equilíbrio químico! A gente vai analisar a decomposição do carbonato de cálcio ( ) que forma óxido de cálcio ( ) e dióxido de carbono ( ). A matéria envolvida aqui é Termodinâmica e Química do Equilíbrio. Vamos usar o Princípio de Le Chatelier para entender como o sistema reage a mudanças nas condições.

Passo 2

a) O que ocorre com o aumento da temperatura:
Primeiro, sabemos que a reação é endotérmica ( ), ou seja, ela absorve calor. Segundo o Princípio de Le Chatelier, se a gente aumentar a temperatura, é como se estivéssemos adicionando calor ao sistema. A reação tentará absorver esse excesso de calor favorecendo o sentido que consome energia. No caso, como a reação direta é endotérmica, ela vai se intensificar para absorver o calor extra. Logo, haverá mais formação de e .

Passo 3

b) Se for adicionado mais no sistema:
Adicionar mais , que está no estado sólido, não altera a concentração de reagentes ou produtos na forma gasosa ou aquosa. No equilíbrio químico, apenas as espécies na fase gasosa ou dissolvida afetam a posição do equilíbrio. Portanto, adicionar mais sólido não vai mudar significativamente o equilíbrio. O sistema continua na mesma posição.

Passo 4

c) Se for adicionado mais no sistema:
Ao adicionar mais , que é um gás, estamos aumentando a concentração de um dos produtos. Segundo Le Chatelier, o sistema vai reagir tentando reduzir esse excesso, favorecendo a reação inversa. Portanto, mais vai fazer com que a reação se desloque para a esquerda, formando mais e consumindo .

Passo 5

d) Escreva a expressão de equilíbrio em termos de pressão:
Para reações que envolvem gases, a constante de equilíbrio ( ) pode ser expressa em termos de pressões parciais. A expressão geral é:
Aqui, consideramos que os sólidos ( e ) não aparecem na expressão, pois sua atividade é constante. Assim, a expressão de equilíbrio em termos de pressão para a reação é simplesmente .

Resposta

a) Aumento da temperatura favorece a formação de e .
b) Adicionar mais sólido não altera o equilíbrio.
c) Adicionar mais desloca o equilíbrio para a esquerda, formando mais .
d) A expressão de equilíbrio em termos de pressão é .

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