Indique quais das seguintes declarações sobre a catálise são verdadeiras. Se a declaração for falsa, explique por quê. (a) Um catalisador heterogêneo funciona porque liga uma ou mais de uma das moléculas que sofrem reação à superfície do catalisador. (b) As enzimas são proteínas naturais que servem de catalisadores em sistemas biológicos. © A constante de equilibrio de uma reação é maior na presença de um catalisador, mas as constantes de velocidade das reações direta e inversa diminuem. (d) Um catalisador muda a trajetória de uma reação de modo a torná-la mais exotérmica.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me enviou uma questão sobre catálise, que é um assunto da Química. A ideia aqui é analisar quatro afirmações sobre catalisadores e dizer quais são verdadeiras ou falsas. Se for falsa, a gente explica o porquê. Para isso, vamos precisar entender como os catalisadores funcionam, a diferença entre catalisadores heterogêneos e homogêneos, o papel das enzimas, e como os catalisadores afetam as constantes de equilíbrio e as trajetórias das reações químicas.
Passo 2
Vamos começar com a afirmação (a):
a) Um catalisador heterogêneo funciona porque liga uma ou mais das moléculas que sofrem reação à superfície do catalisador.
Verdadeiro.
Um catalisador heterogêneo está em uma fase diferente das moléculas reagentes, geralmente sólido, enquanto os reagentes estão em fase líquida ou gasosa. A superfície do catalisador oferece locais onde as moléculas reagentes podem se ligar temporariamente. Isso aproxima os reagentes e reduz a energia necessária para a reação ocorrer, facilitando a reação sem que o catalisador seja consumido.
Passo 3
Agora, vamos para a afirmação (b):
b) As enzimas são proteínas naturais que servem de catalisadores em sistemas biológicos.
Verdadeiro.
Enzimas são tipos específicos de catalisadores biológicos, compostas por proteínas. Elas aceleram reações químicas no corpo sem serem consumidas no processo. As enzimas são essenciais para processos como a digestão, síntese de DNA e muitas outras reações metabólicas. Cada enzima é específica para uma reação particular, agindo como uma “chave” que se encaixa em uma “porta” específica (substrato).
Passo 4
Vamos para a afirmação ©:
c) A constante de equilíbrio de uma reação é maior na presença de um catalisador, mas as constantes de velocidade das reações direta e inversa diminuem.
Falsa.
Um catalisador, na verdade, não altera a constante de equilíbrio de uma reação. Ele acelera tanto a reação direta quanto a inversa igualmente, reduzindo a energia de ativação necessária para ambas. Isso significa que as constantes de velocidade para ambas as reações aumentam, não diminuem. O catalisador apenas faz a reação atingir o equilíbrio mais rapidamente, mas sem mudar a posição do equilíbrio.
Passo 5
Por fim, a afirmação (d):
d) Um catalisador muda a trajetória de uma reação de modo a torná-la mais exotérmica.
Falsa.
Um catalisador não altera a termodinâmica da reação, ou seja, não muda se a reação é exotérmica ou endotérmica. Ele apenas fornece um caminho alternativo com menor energia de ativação, acelerando a reação sem modificar a energia total liberada ou absorvida. A exotermia ou endotermia da reação permanece a mesma com ou sem a presença de um catalisador.
Resposta
As afirmações (a) e (b) são verdadeiras.
A afirmação © é falsa porque um catalisador não aumenta a constante de equilíbrio e, na verdade, aumenta as constantes de velocidade das reações direta e inversa.
A afirmação (d) é falsa porque um catalisador não torna a reação mais exotérmica; ele apenas acelera a reação sem alterar sua termodinâmica.