Exercícios de Equilíbrio Químico

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Rodrigo Leveck Weber
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1 Exercícios de Equilíbrio Químico 1. Para a produção de energia, os mamíferos oxidam compostos de carbono nos tecidos, produzindo dióxido de carbono gasoso, CO (g), como principal subproduto. O principal meio de remoção do CO (g) gerado nos tecidos envolve sua dissolução em água, seguida da reação do gás dissolvido com a água, sob a ação de um catalisador biológico, a enzima anidrase carbônica, como representado a seguir. HO CO (g) CO (aq) calor (etapa 1) catalisador biológico CO (aq) H O( ) HCO (aq) H (aq) (etapa ) A respeito desse processo, é correto afirmar que a) A reação de formação de HCO (aq) na etapa só ocorre na presença do catalisador biológico. b) A concentração de CO (aq) não influi na acidez do meio. c) A concentração de H + (aq) aumenta com a elevação da temperatura. d) A concentração de H + (aq) não varia com a elevação da temperatura. e) O aumento da concentração de CO (aq) aumenta a acidez do meio.. Para a reação em equilíbrio N(g) H(g) NH(g) ΔH kcal; assinale a alternativa que não poderia ser tomada para aumentar o rendimento do produto. a) Aumentar a concentração de H. b) Aumentar a pressão. c) Aumentar a concentração de N. d) Aumentar a temperatura. e) Diminuir a concentração de NH.. A produção de alimentos para a população mundial necessita de quantidades de fertilizantes em grande escala, sendo que muitos deles se podem obter a partir do amoníaco. Fritz Haber ( ), na procura de soluções para a otimização do processo, descobre o efeito do ferro como catalisador, baixando a energia de ativação da reação. Carl Bosch ( ), engenheiro químico e colega de Haber, trabalhando nos limites da tecnologia no início do século XX, desenha o processo industrial catalítico de altas pressões e altas temperaturas, ainda hoje utilizado como único meio de produção de amoníaco e conhecido por processo de Haber-Bosch. Controlar as condições que afetam os diferentes equilíbrios que constituem o processo de formação destes e de outros produtos, otimizando a sua rentabilidade, é um dos objetivos da Ciência/ e da Tecnologia para o desenvolvimento da sociedade. (nautilus.fis.uc.pt/spf/dte/pdfs/fisica_quimica_a_11_homol.pdf Acesso em: )

2 Considere a reação de formação da amônia N g H g NH g e o gráfico, que mostra a influência conjunta da pressão e da temperatura no seu rendimento. A análise do gráfico permite concluir, corretamente, que a) A reação de formação da amônia é endotérmica. b) O rendimento da reação, a 00 atm, é maior a 600 C. c) A constante de equilíbrio ( K c ) não depende da temperatura. d) A constante de equilíbrio ( K c ) é maior a 00 C do que a 500 C. e) A reação de formação da amônia é favorecida pela diminuição da pressão.. Sob condições adequadas de temperatura e pressão, ocorre a formação do gás amônia. Assim, em um recipiente de capacidade igual a 10 L, foram colocados 5 mol de gás hidrogênio junto com mol de gás nitrogênio. Ao ser atingido o equilíbrio químico, verificou-se que a concentração do gás amônia produzido era de 0, mol/l. Dessa forma, o valor da constante de equilíbrio (K C ) é igual a a) 1,80 10 b), c) 6, d),60 10 e) 1, Considere um recipiente fechado contendo 1, mol de uma espécie química AB (g), a certa temperatura. Depois de certo tempo, verificou-se que AB (g) foi decomposto em A (g) e B (g) até atingir o equilíbrio químico, em que se constatou a presença de 0,5 mol de B (g). O grau de dissociação, em porcentagem, de AB (g) nas condições apresentadas é igual a: a) 5 b) 50 c) 75 d) 90

3 6. A 17 C, em um recipiente de 500 ml encontram-se, em equilíbrio, 0,6 g de NO e 1,8 g de N O. Calcular as constantes de equilíbrio Kc e Kp da reação NO (g) N O (g) Dados: Massas molares: NO = 6 g/mol; N O = 9 g/mol R = 8, x 10- atm.l.k-1.mol-1.

4 Gabarito 1. E Um aumento na temperatura diminui a concentração de gás carbônico na água (a solubilidade de um gás diminui com a elevação da temperatura). O aumento da concentração de CO (aq) aumenta a acidez do meio, pois desloca o equilíbrio da etapa para a direita, consequentemente elevando a concentração de cátions H (aq).. D Teremos: Deslocamento para a direita CO (aq) H O( ) HCO (aq) H (aq) (etapa ) Elevação da concentração (g) Exotérmica diminuição da temperatura (g) Endotérmica (g) elevação da temperatura N H NH ΔH kcal; A elevação da temperatura diminui o rendimento do produto.. D A constante de equilíbrio demonstra. K [NH ] c [N ][H ] é maior a 00 C do que a 500 C, conforme o gráfico

5 . E [N ] 0, mol/ L 10 5 [NH ] 0,5 mol/l 10 1N (g) H (g) NH (g) 0,0M 0,50 M 0 (início) x x 0,M (durante) (0, x) (0,5 x) 0, M (equilíbrio) Então : 1N (g) H (g) NH (g) 0,0M 0,50 M 0 (início) 0,15 M 0,5 M 0,M (durante) 0,05 M 0,05 M 0, M (equilíbrio) [NH ] K [N ][H ] (0,) K , 10 (0,05)(0,05) Teremos: Em 1 L, teremos : n n n NO O NO 0, mol 0,055 mol 0,0 mol N O O NO 0,0 mol 0,055 mol 0 mol (início) 0,0165 mol 0,0165 mol 0,0 mol (durante) 0,005 mol 0,085 mol 0,0 mol (equilíbrio) Restarão 0,085 mol de oxigênio no sistema. Multiplicando por 10 : 0, mol / L.

6 6. C Teremos: AB A B 1, mol 0 0 (início) Gasta Forma Forma 0,5 mol 0,5 mol 0,5 mol (durante) 0, mol 0,5 mol 0,5 mol (equilíbrio) 1, mol 100 % 0,9 mol p p 75 %

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