(Vunesp 2016)
O estireno, matéria-prima indispensável para a produção do poliestireno, é obtido industrialmente pela desidrogenação catalítica do etilbenzeno, que se dá por meio do seguinte equilíbrio químico:
Analisando-se a equação de obtenção do estireno e considerando o princípio de Le Châtelier, é correto afirmar que
Vamos analisar as alternativas.
a) a entalpia da reação aumenta com o emprego do catalisador. ✘
Toda reação tem uma energia de ativação, energia mínima necessária para que ela ocorra, veja o gráfico abaixo
para sairmos de A para B temos que passar por um ponto de energia máxima, conhecido como complexo ativado
a energia para atingir o complexo é a energia de ativação
Os catalisadores diminuem a energia de ativação
mas eles não alteram a o ΔH.
b) a entalpia da reação diminui com o emprego do catalisador. ✘
c) o aumento de temperatura favorece a formação de estireno. ✔
Agora 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
Agora considere a reação genérica a seguir
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.
Comecemos vendo como a temperatura afeta o equilíbrio.
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
Uma curiosidade sobre a temperatura, ela é o único fator que pode alterar o valor de kc ou kp.
O ΔH da reação indica a energia liberada ou absorvida pela reação direita, se ele for negativo significa que ela liberou energia (reação exotérmica), se for positivo significa que ela absorveu energia (reação endotérmica)
assim sendo aumentar a temperatura desloca o equilíbrio no sentido dos produtos
d) o aumento de pressão não interfere na formação de estireno. ✘
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 1 mol de gás (para as substâncias que não tem coeficiente estequiométrico nós consideramos 1 mol de cada)
e no lado dos produtos temos 2 mols
aumentar na pressão desloca o equilíbrio no sentido de menor volume
e) o aumento de temperatura não interfere na formação de estireno. ✘
Gabarito letra c.
O último fator que desloca o equilíbrio é concentração dos reagentes ou produtos.
Se a concentração dos reagentes ou produtos sofrer variação o equilíbrio será afetado.
Se diminuirmos a quantidade de um ou mais reagente o equilíbrio desloca-se no mesmo sentido (sentido dos reagentes, o sistema aumenta a produção dos reagentes na tentativa de voltar ao estado anterior, repor o que foi removido)
o mesmo vale para os produtos
Porém se aumentarmos a quantidade/concentração de um deles deslocamos o equilíbrio no sentido contrário, isto é se aumentarmos os reagentes (ou parte deles) deslocamos o equilíbrio no sentido dos produtos
e se aumentarmos os produtos deslocamos o equilíbrio no sentido dos reagentes1
