(Ufmt 2008)
Conhecido como um protetor da saúde humana, por bloquear os raios ultravioletas na atmosfera, o ozônio é também um dos maiores poluentes do ar nas grandes cidades. Os automóveis emitem os gases necessários para sua formação. Sob ação de radiações eletromagnéticas, o ozônio é formado através da reação endotérmica:
Sobre essa reação, assinale a afirmativa correta.
Primeiro nós temos que entender o que é o equilíbrio químico.
Considere o cloreto de prata, em meio aquoso o cloreto de prata forma os cátions e ânions Ag+ e Cl- digamos que em uma velocidade vd
porém parte dos íons se combinam novamente restituindo o AgCl (a uma velocidade vi)
o equilíbrio químico é atingido quando a velocidade da reação inversa é igual a velocidade da reação direta vd = vi
Porém alguns fatores afetam o equilíbrio são eles
Concentração dos reagentes ou produtos
Temperatura
Pressão
A reação irá se deslocar no sentido de anular ou atenuar a perturbação e entrar em equilíbrio novamente, essa lei foi enunciada pelo cientista francês Henry Louis Le Chatelier e ficou conhecida como princípio de Le Chatelier.
Quando se provoca uma perturbação em um sistema em equilíbrio, este se desloca no sentido que tende a anular essa perturbação, procurando se ajustar a um novo equilíbrio.
Agora vamos analisar as alternativas.
a) O aumento da temperatura dificulta a formação de ozônio. ✘
O primeiro fator que afeta o equilíbrio que iremos ver é a temperatura.
Uma reação em equilíbrio sempre tem 2 direções a direta (para direita) e a inversa (para esquerda)
e para uma reação acontecer ela libera (exotérmica) ou absorve calor (endotérmica), se a reação direta for exo, a inversa será endotérmica e se a reação direta for endo, a inversa será exotérmica
Se aumentarmos a temperatura estaremos favorecendo a reação endotérmica, então por exemplo na primeira situação estaremos deslocando o equilíbrio para a esquerda
e obviamente se diminuirmos a temperatura favoreceremos a reação exotérmica
Segundo o enunciado a formação do O3 é
portanto se aumentarmos a temperatura iremos favorecer a formação do ozônio
b) Se para a reação Keq > 1, então o oxigênio predomina no equilíbrio. ✘
Se a constante de equilíbrio for maior que 1 a concentração dos produtos é maior que a concentração dos reagentes (falando de forma simples)
kc > 1
kc < 1
kc = 1
[produtos] > [reagentes]
[produtos] < [reagentes]
[produtos] = [reagentes]
Então o ozônio predomina neste caso.
c) O aumento da pressão favorece a formação de ozônio. ✔
O segundo fator que afeta o equilíbrio que iremos ver é a pressão.
Em reações com presença de gás o aumento na pressão desloca o equilíbrio no sentido de menor volume, enquanto que a diminuição desloca o equilíbrio no sentido de maior volume, vamos exemplificar, considere a reação
no lado esquerdo temos 4 mols de gás, no lado direito temos apenas 2
o volume dos reagentes é maior que dos produtos, sendo assim um aumento na pressão desloca o equilíbrio no sentido dos produtos (menor volume)
diminuindo-a o equilíbrio será deslocado no sentido dos reagentes (maior volume)
E se os volumes nos reagentes e produtos forem iguais? Neste caso a mudança de pressão não desloca o equilíbrio para nenhum dos lados.
No lado esquerdo nós temos 3 mols de gás (para as substâncias que não tem coeficiente estequiométrico nós consideramos 1 mol de cada)
e no lado dos produtos são 2 mols de gás
aumentando a pressão deslocamos o equilíbrio para onde tem menos gás
d) Considerando a concentração, no equilíbrio, de ambos os gases igual a 0,3 mol/L, então o valor da Keq será 1,33. ✘
Considere a reação genérica
a A(s) +b B(aq) +c C(g) ⇄ d D(aq) + e E(g) +H2O(l)
Porém substâncias sólidas e líquidos puros não entram no cálculo, por isso o kc correto é \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ k_c\;=\;\large{ {[D]^d.[E]^e} \over {[B]^b.[C]^c} } }\)
[D]: concentração de D, em mol/L
d: coeficiente do D
[E]: concentração de E, em mol/L
e: coeficiente do E
[B]: concentração de B, em mol/L
b: coeficiente do B
[C]: concentração de C, em mol/L
c: coeficiente do C
Considerando as concentrações de O2 e O3 0,3 mol/L, o valor da constante de equilíbrio seria
e) O valor da temperatura e o da Keq variam de modo inversamente proporcional. ✘
Como vimos quando aumentamos a temperatura aumentamos a concentração de ozônio e aumentando a concentração dos produtos aumentamos a constante de equilíbrio
