Suponha uma reação na qual ocorre o equilíbrio, quando as pressões parciais dos reagentes e dos produtos sejam todas iguais a 1 bar. Se o volume do sistema for duplicado, todas as pressões parciais serão iguais a 0,5 bar. O sistema continuará no equilíbrio? Por que sim ou por que não?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está falando. Temos uma reação química que está em equilíbrio quando todas as pressões parciais dos reagentes e produtos são iguais a 1 bar. A pergunta é: se a gente duplicar o volume do sistema, fazendo com que todas as pressões parciais caiam para 0,5 bar, o equilíbrio vai se manter ou não? Para resolver isso, vamos precisar conhecer o conceito de equilíbrio químico e como ele responde a mudanças de volume e pressão no sistema.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é equilíbrio químico. É o ponto onde as taxas das reações direta e inversa são iguais, e as concentrações (ou pressões) dos reagentes e produtos permanecem constantes. Nesse estado, a constante de equilíbrio
está definida pelas pressões parciais dos produtos e reagentes.
Passo 3
Quando a gente altera o volume do sistema, está mudando a pressão total. Se o volume duplica, a pressão total cai pela metade, passando de 1 bar para 0,5 bar. Isso afeta as pressões parciais de cada gás envolvido na reação.
Passo 4
Para saber se o equilíbrio se mantém, usamos o Princípio de Le Chatelier. Esse princípio diz que se você muda uma condição de um sistema em equilíbrio, o sistema vai se ajustar para minimizar essa mudança. No caso, ao aumentar o volume (reduzindo a pressão), o sistema tenta aumentar a pressão de volta.
Passo 5
Como aconteceu com o aumento do volume, o sistema vai favorecer a direção que produz mais gás, pois assim pode aumentar a pressão total novamente. Mas, no enunciado, todas as pressões parciais dos reagentes e produtos eram iguais inicialmente e depois reduzidas igualmente. Isso sugere que o número de mols de gás nos reagentes e produtos é igual.
Passo 6
Se o número de mols de gás nos reagentes for igual ao dos produtos, a mudança de volume não favorece nenhum dos lados da reação. Portanto, a razão das pressões parciais
continua igual à constante de equilíbrio
, o que significa que o equilíbrio se mantém.
Resposta
Sim, o sistema continuará no equilíbrio porque a duplicação do volume afeta igualmente as pressões parciais dos reagentes e produtos, mantendo a relação de equilíbrio.
Exercícios relacionados
Mostre que
, se os coeficientes da equação química balanceada forem todos divididos por dois. Dê um exemplo.
Determine
e
para a reação abaixo, a
, usando dados do Apêndice 2. As pressões parciais dos produtos e reagentes são dadas na equação química.
Os seguintes resultados foram obtidos para as réplicas da determinação de chumbo em uma amostra de sangue: 0,
e
de Pb . Calcule a média, o desvio padrão e o coeficiente de variação para esse conjunto de dados. (R: média
).
De os valores de Ka dos seguintes ácidos: (i) ácido fosfórico,
; (ii) ácido fosforoso,
; (iii) ácido selenoso,
; (iv) ion hidrogenosselenato,
. (b) Liste os ácidos em ordem crescente de forca.