Cesgranrio Petrobras 2017 Química · Constante de equilíbrio e deslocamento
Questão 36
O gás dióxido de enxofre (\(\mathrm{SO_{2}}\)) reage com o gás \(\mathrm{NO_{2}}\) formando o trióxido de enxofre, que promove a acidificação da água da chuva. \[ \mathrm{SO_{2(g)}} + \mathrm{NO_{2(g)}} \rightleftharpoons \mathrm{SO_{3(g)}} + \mathrm{NO_{(g)}} \] A constante de equilíbrio (\(\mathrm{K_{c}}\)) dessa reação é igual a 25 a 400 K. Nessas condições, coloca-se em um reator, de volume fixo, a quantidade de gases necessária para se ter, inicialmente, 1 mol L\(^{-1}\) de cada um dos quatro gases.
Ao se atingir o equilíbrio, a concentração de \(\mathrm{SO_{3(g)}}\) no sistema, em mol L\(^{-1}\), será mais próxima de
Resolução comentada
Situar o problema antes de calcular.
Assunto
Equilíbrio com todos os gases a 1 mol/L no início: a reação avança x, e Kc = 25 dá uma equação com raiz exata.
Objetivo
Conceitos para revisar
Sentido
Com tudo em 1, o quociente vale 1, menor que 25: a reação vai para a direita, e x mol/L de SO₂ e NO₂ viram SO₃ e NO.
A equação
Kc é o quadrado de uma razão simples, porque os coeficientes são todos 1.
Preparar o terreno antes de calcular.
Dados
| Grandeza | Valor |
|---|---|
| Kc | 25 a 400 K |
| Concentrações iniciais | 1 mol/L de SO₂, NO₂, SO₃ e NO |
| Volume | fixo |
| Pergunta | [SO₃] no equilíbrio, em mol/L |
Conversões
Nenhuma: mol/L.
Estratégia
- Tabela: reagentes 1 − x, produtos 1 + x.
- Raiz de Kc: (1 + x)/(1 − x) = 5.
- Isole x e some a 1.
Agora sim, calcular.
Passos lógicos
A resolução tem 4 passos. Revele um de cada vez e, antes de abrir cada um, tente prever a linha de raciocínio.
Tabela
Reação para a direita.
Raiz
Os dois lados são quadrados.
SO₃
1 mais 2/3.
Responder
(A).
Resposta
Acelerar, conferir e escapar da armadilha.
Como resolver rápido
Kc = 25 é quadrado perfeito: tire a raiz antes de expandir e a equação vira de primeiro grau.
1Raiz de 25 antes de expandir
x = 2/3, [SO₃] = 5/3. Conta rápida.
Avaliar a coerência
1SO₃ cresce a partir de 1
Quociente inicial 1 abaixo de 25: produtos aumentam. Elimina (C), (D) e (E). Atalho mental.
2Confira em Kc
(5/3)² / (1/3)² = 25. Confirma (A); 1,33 daria (4/3)²/(2/3)² = 4. Elimina (B). Conta rápida.
Cuidado com a pegadinha
Marcar 1 − x ou o próprio x
Quem acha x = 2/3 e marca (C), 0,66, ou 1 − x e marca (E), 0,33.
A banca pôs x e 1 − x na lista. A pergunta é a concentração de SO₃, que é 1 + x.
AntídotoVolte à tabela: SO₃ é produto, 1 + x.