Cesgranrio Petrobras 2017 Química · Constante de equilíbrio e deslocamento também em Química · Equilíbrio iônico, pH e hidrólise salina
Questão 38
Um determinado sistema fechado contém metade do seu volume preenchido com água e, no volume acima, uma mistura de gás \(\mathrm{CO_{2}}\) e gás inerte. No sistema, os equilíbrios apresentados a seguir estão envolvidos, sendo possível, por meio de válvulas, adicionar ou retirar gás, ou ainda adicionar pequenos volumes de solução. \[ \begin{array}{c} \mathrm{CO_{2(g)}} \rightleftharpoons \mathrm{CO_{2(aq)}}\\[6pt] \mathrm{CO_{2(aq)}} + \mathrm{H_{2}O_{(\ell)}} \rightleftharpoons \mathrm{H_{2}CO_{3(aq)}}\\[6pt] \mathrm{H_{2}CO_{3(aq)}} \rightleftharpoons \mathrm{HCO_{3}^{-}}{}_{\mathrm{(aq)}} + \mathrm{H^{+}}{}_{\mathrm{(aq)}} \end{array} \] A composição da solução e o efeito de eventuais perturbações deste sistema são tais que a(o)
Resolução comentada
Situar o problema antes de resolver.
Assunto
Le Chatelier em três equilíbrios encadeados: CO₂ gás, CO₂ dissolvido, H₂CO₃ e HCO₃⁻ com H⁺.
Objetivo
Conceitos para revisar
A cadeia
Mais CO₂ no gás empurra tudo para a direita: mais H₂CO₃, mais HCO₃⁻ e mais H⁺, pH menor. Menos CO₂, o contrário.
Temperatura
Gás dissolve menos em água quente: aquecer tira CO₂ da solução, a cadeia recua, sobra menos H⁺ e o pH sobe.
Preparar o terreno antes de resolver.
Dados
| Grandeza | Valor |
|---|---|
| Sistema | fechado, metade água, metade gás com CO₂ e inerte |
| Perturbações | mais CO₂, ácido, NaOH, menos pressão, aquecimento |
| Pergunta | a afirmação correta |
Conversões
Nenhuma: a questão é qualitativa.
Estratégia
- Siga cada perturbação pela cadeia.
- Veja o efeito no HCO₃⁻, no CO₂ gasoso ou no pH.
Agora sim, resolver.
Passos lógicos
A resolução tem 4 passos. Revele um de cada vez e, antes de abrir cada um, tente prever a linha de raciocínio.
(A) e (B)
Mais CO₂ no gás aumenta HCO₃⁻, não diminui. Ácido consome HCO₃⁻ e a cadeia recua, liberando CO₂ para o gás, não o contrário.
(C) e (D)
NaOH consome H⁺ e puxa a cadeia para a direita: mais HCO₃⁻. Menos pressão tira CO₂ da água e o pH muda.
(E)
Aquecer expulsa CO₂ da solução: menos H⁺, pH maior.
Responder
(E).
Resposta
Acelerar, conferir e escapar da armadilha.
Como resolver rápido
Refrigerante quente perde gás e fica menos ácido. Essa imagem resolve a (E) e derruba a (D).
1Refrigerante quente perde gás
Menos CO₂ na água, pH sobe. (E). Atalho mental.
Avaliar a coerência
1Mais CO₂ e mais base empurram para a direita
HCO₃⁻ aumenta nos dois casos. Elimina (A) e (C). Atalho mental.
2Ácido e menos pressão tiram CO₂ da água
Mais CO₂ no gás, e o pH muda. Elimina (B) e (D), confirma (E).
Cuidado com a pegadinha
Aquecer favorece a ionização
Quem pensa que calor acelera tudo e aumenta H⁺, descartando (E).
O passo que manda é a solubilidade do gás, que cai com a temperatura. A banca escolheu o efeito menos intuitivo como resposta.
AntídotoComece pela primeira etapa da cadeia: gás dissolvido cai com o calor.