Neste material, você irá acompanhar resoluções passo a passo e justificativas das respostas de diversos exercícios sobre equilíbrio químico, os quais abrangem vários tópicos desse importante ramo da Físico-Química. 1- Constante do equilíbrio em termos de concentração em mol/L Exemplo: (PUC-RS) Um equilíbrio envolvido na formação da chuva ácida está representado pela equação:  Em um recipiente de um litro, foram misturados 6 mols de dióxido de enxofre e 5 mols de oxigênio. Depois de algum tempo, o sistema atingiu o equilíbrio, e o número de mols de trióxido de enxofre medido foi 4. O valor aproximado da constante de equilíbrio é: a) 0,53 b) 0,66 c) 0,75 d) 1,33 e) 2,33 Resposta correta: Letra D O exercício pede para calcular a constante de equilíbrio em termos de concentração mol/L. Para esse cálculo ser realizado, devemos utilizar valores no equilíbrio de cada participante da reação. A expressão do Kc apresenta o resultado da multiplicação das concentrações dos produtos dividido pelo produto das concentrações dos reagentes: Devemos ter muito cuidado para determinar os valores de cada participante no equilíbrio, pois nem sempre o exercício fornecerá esses dados, como é o caso desse exemplo. Assim, devemos seguir os passos abaixo: Passo 1: Montar uma tabela com os valores conhecidos. Por ser o início da reação, o produto irá apresentar uma concentração igual a zero. Como o valor do equilíbrio no produto é sempre igual à soma do início e do durante, o valor durante a reação será 4 mol/L. Passo 2: Determinar os valores durante a reação. Para determinar os valores dos reagentes durante a reação, basta relacionarmos o valor conhecido para o produto com os valores dos reagentes por meio da proporção estequiométrica. Temos 4 mol/L de SO3 durante a reação para a proporção 2 no balanceamento. Como a proporção do SO2 também é 2, teremos 4mol/L durante o processo. Para o O2,teremos apenas 2 mol/L, pois seu coeficiente estequiométrico é 1. Para finalizar a tabela, basta subtrairmos o valor do início pelo valor do durante, pois, assim, determinaremos os valores do equilíbrio para os reagentes. Passo 3: Determinar o valor do Kc. Para determinar o valor do Kc, basta utilizarmos os valores encontrados no equilíbrio na expressão abaixo: 2- Constante do equilíbrio em termos de pressão parcial Exemplo: (SANTOS-SP) Observe a equação de equilíbrio abaixo: Quando o equilíbrio acima é alcançado, a pressão é 2 atm e há 50% de NO2 em volume. O valor da constante de equilíbrio em pressões parciais (Kp) deve ser: a) 0,2 b) 0,25 c) 1 d) 0,5 e) 0,75 Resposta correta: Letra C O exercício indica que a pressão total do sistema no equilíbrio é de 2 atm e que há 50% (fração molar) de NO2. Logo, inicialmente, devemos determinar a pressão parcial para cada gás no equilíbrio por meio da multiplicação da pressão total pela fração molar:
pNO2 = 0,5 . 2 pNO2 = 1 atm
pN2O4 = 0,5 . 2 pN2O4 = 1 atm A constante de equilíbrio, em termos de pressões parciais, é calculada dividindo o resultado da multiplicação das pressões parciais dos produtos gasosos pelo produto das pressões dos reagentes gasosos. No caso, a expressão do Kp será: 3- Deslocamento do equilíbrio Exemplo: (PUCCAMP) A formação de estalactites, depósitos de carbonato de cálcio existentes em cavernas próximas a regiões ricas em calcário, pode ser representada pela seguinte reação reversível: Observe as seguintes condições : I. Evaporação constante da água II. Corrente de ar frio e úmido III. Elevação da temperatura no interior da caverna IV. Abaixamento da temperatura no interior da caverna Quais dessas condições favorecem a formação de estalactites? a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV Resposta correta: Letra B As estalactites são estruturas formadas por carbonato de cálcio (CaCO3). O enunciado questiona quais das condições indicadas favorecem a formação de estalactites. Trata-se, portanto, de um exercício sobre deslocamento de equilíbrio, pois a formação do CaCO3 ocorre quando o equilíbrio é deslocado para seu sentido (para a esquerda). I- Verdadeira, pois, ao evaporar, a quantidade de água (presente à esquerda do equilíbrio) diminui. De acordo com o princípio de Le Chatelier, quando a concentração de um participante diminui, o equilíbrio sempre desloca para seu lado. II- Falsa, pois as cavernas são lugares frios e úmidos, logo a reação direta de formação das estalactites é exotérmica. Se uma corretente de ar frio e úmido, que favorece o processo exotérmico e aumenta a quantidade de água, entrar na caverna, a reação será deslocada no sentido direto, não favorecendo a formação das estalactites. III- Verdadeira, pois, como as cavernas são lugares frios e úmidos e a reação direta é exotérmica, se a temperatura na caverna aumentar, a reação será deslocada no sentido indireto (endotérmico), o que favorecerá a formação das estalactites. IV- Falsa, pois, como as cavernas são lugares frios e úmidos e a reação direta é exotérmica, se a temperatura na caverna diminuir, a reação será deslocada no sentido direto (exotérmico), o que não favorecerá a formação das estalactites. Veja também: Equilíbrio químico nas cavernas 4- Constante de ionização Exemplo: (UECE) A concentração [H+] de uma solução 6×10-7 mol/litro do ácido H2S, com uma constante de ionização Ki de 10-7, é igual a: a) 5×10-7 mols/litro b) 6×10-7 mols/litro c) 3×10-6 mols/litro d)2×10-7 mols/litro Resposta correta: Letra D Como temos apenas um ácido ou uma base, trata-se de um exercício sobre constante de ionização (Ki). Assim, para resolver esse tipo de questão, devemos conhecer as concentrações dos íons e do eletrólito (ácido ou base). Para iniciarmos a resolução de um exercício sobre constante de ionização, devemos usar a equação de ionização do ácido (no caso do exercício, H2S) ou da base. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) De acordo com a equação montada, a concentração de H+ é igual à de HS- no equilíbrio em decorrência da proporção estequiométrica. Como não conhecemos esses valores, utilizaremos x para ambas as concentrações. Obs.: podemos utilizar x para ambas as concentrações porque estamos tratando do produto. Passo 1: Montar a expressão do Ki. A montagem da expressão da constante do equilíbrio de ionização segue o mesmo princípio da constante em termos de concentração em mol/L. Passo 2: Utilizar os valores fornecidos pelo exercício na expressão do Ki montada. Passo 3: Calcular o valor de delta. Passo 4: Calcular o valor x possível para o delta encontrado.
Obs.: a concentração não pode ser negativa. Assim, esse valor não é válido.
5- Lei de diluição de Ostwald Exemplo: (ITA) Numa solução aquosa 0,100 mol/L de um ácido monocarboxílico a 25°C, o ácido está 3,7% dissociado após o equilíbrio ter sido atingido. Assinale a opção que contém o valor correto da constante de dissociação desse ácido nessa temperatura. a) 1,4 b) 1,4×10-3 c) 1,4×10-4 d) 3,7×10-2 e) 3,7×10-4 Resposta correta: Letra C Por meio da lei de diluição de Ostwald, calculamos a constante de ionização (Ki) de um eletrólito forte (α é maior que 5%) por meio da fórmula: Para calcularmos a contante de ionização de um eletrólito fraco (α é menor que 5%), usamos a seguinte fórmula: Um exercício sobre a lei de diluição de Ostwald é facilmente reconhecido por apresentar uma concentração em mol/L (no caso 0,100 mol/L) de um único eletrólito (ácido monocarboxílico), uma porcentagem de dissociação (α = 3,7%) ou a constante de dissociação ou ionização (Ki). Como o ácido é fraco, logo: 6- Equilíbrio químico envolvendo pH e pOH Exemplo: (PUC-MG) Em três recipientes X, Y e Z estão contidas soluções básicas desconhecidas de concentração 0,1 mol/L. Medindo o pH das três soluções com papel indicador universal, obtiveram-se os seguintes valores, respectivamente: pH = 8, pH = 10 e pH = 13. Assinale a afirmativa CORRETA: a) A concentração de OH- da base Z é igual a 10-13 mol/L. b) Kb da base X é maior que Kb da base Y. c) A base Y conduz melhor a corrente elétrica do que a base Z. d) A base X está completamente ionizada. e) No frasco Z, está contida uma base forte. Resposta correta: Letra E Para iniciar a resolução desse exercício, é necessário lembrar alguns pontos importantes:
Assim, com base nesses conhecimentos, basta seguirmos o passo a passo abaixo para resolver a questão: Passo 1: Determinar o pOH de cada uma das soluções. Para solução X: pH + pOH = 14 8 + pOH = 14 pOH = 14 – 8 pOH = 6 Para solução Y: pH + pOH = 14 10+ pOH = 14 pOH = 14 – 10 pOH = 4 Para solução Z: pH + pOH = 14 13 + pOH = 14 pOH = 14 – 13 pOH = 1 Passo 2: Para julgarmos a alternativa A, devemos determinar a concentração de hidróxido para a solução Z. [OH-] = 10-pOH [OH-] = 10-1 mol/L, Logo, a alternativa A é falsa. Passo 3: Comparar o Kb da base X com o da base Y. O Kb da base X é menor que o Kb da base Y, porque seu pOH é maior. Logo, a alternativa B é falsa. Passo 4: Associar o pOH com força e dissociação. A condução de corrente elétrica ocorre melhor em soluções que possuem um eletrólito forte de maior pOH. A base Y não conduz melhor a corrente elétrica do que a base Z, porque seu pOH é menor, logo menos íons são liberados. Assim, a alternativa C é falsa. Passo 5: Relacionar pOH com dissociação. Quanto menor o pOH, mais dissociada é a base. Como a solução de maior pOH está no recipiente X, nele está a solução menos dissociada. Por isso, a alternativa D é falsa. Veja também: O pH da boca e a deterioração dos dentes 7- Solução-tampão Exemplo: (UFES) O pH do sangue humano é mantido dentro de um estreito intervalo (7,35 - 7,45) por diferentes sistemas tamponantes. Aponte a única alternativa que pode representar um desses sistemas tamponantes: a) CH3COOH / NaCl b) HCl / NaCl c) H3PO4 / NaNO3 d) KOH / KCl e) H2CO3 / NaHCO3 A resposta para essa questão é a alternativa E, porque se trata de um exercício sobre solução-tampão ou sistema tamponante. Essa solução remete a um equilíbrio químico formado por uma mistura de duas soluções: um ácido (no exercício, o H2CO3) ou base fracos e um sal que apresente um mesmo componente do ácido (no exercício, o NaHCO3) ou da base. a- Falsa, porque é uma mistura formada por um ácido fraco e um sal que não apresenta componente do ácido. b- Falsa, porque é uma mistura formada por um ácido forte, já que o HCl é um dos três hidrácidos fortes (os outros são HBr e HI). c- Falsa, porque é uma mistura formada por um ácido moderado e um sal que não apresenta componente do ácido. d- Falsa, porque é uma mistura formada por uma base forte (apresenta elemento da família dos metais alcalinos). Veja também: Solução-tampão no sangue humano Por Me. Diogo Lopes Dias |
Qual dessas situações observadas por rafael representa uma reação de equilíbrio? i. ii. iii. iv. v.
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