Revisão Teórica para UFRGS - IX

EQUILÍBRIO-QUÍMICO

CONCEITOS BÁSICOS

Reação Reversível é aquela que se processa simultaneamente nos dois sentidos (direto e inverso).

Equilíbrio Químico é um estado dinâmico no qual a velocidade da reação direta (v₁) é igual à velocidade da reação inversa (v₂).

Grau de Equilíbrio (a) é a relação entre o número de mols de um dado reagente que foram gastos durante a reação e o número de mols do mesmo no início da reação.

Constante de Equilíbrio (K_c ou K_eq) é a relação entre a concentração molar dos produtos e a concentração molar dos reagentes.

OBS: Para equilíbrios gasosos, podemos expressar a constante de equilíbrio em termos de pressões parciais de reagentes e produtos. Nesse caso, utilizamos o símbolo K_p para essa constante.

Dada a equação genérica:

aA + bB    ⇄   cC + dD

Temos:

 K_C = [ produtos ]^x                                  

         [reagentes]^y

 

 K_p = p(produtos)^x

               p(reagentes)^y

RELAÇÃO ENTRE Kc E Kp

Kp = Kc. (RT)∆ⁿ

 

 

DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO

Princípio de Le Chatelier (princípio da “fuga ante a força”):

“Quando uma força atua sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca de modo a procurar anular a ação da força aplicada”.

Aumento de pressão	⇨	Desloca para menor volume
Aumento de temperatura	⇨	Desloca para a endotérmica
Aumento de concentração	⇨	Desloca para a reação que consome

OBS₁: Ao se variar a concentração, a constante de equilíbrio (K_c) não se altera.

OBS₂: Catalisador não desloca o equilíbrio apenas diminui o tempo para o seu estabelecimento.

1.   (FFFCMPA) – Considere o equilíbrio químico exotérmico genérico, representado abaixo, para o qual k₁ e k₂ são as constantes de velocidade da reação direta e da reação inversa, respectivamente.

                              k₁

              A  +    B   ↔  M    +  N         ∆H < 0

                              k₂

Para esse equilíbrio, quando a temperatura é aumentada,

a)  k₁ e k₂ aumentam, mas a relação k₁/k₂ permanece constante.

b)  k₁ e k₂ diminuem, mas a relação k₁/k₂ permanece constante.

c)   k₁ e k₂ permanecem constantes, pois o sistema está em equilíbrio.

d)   a relação k₁/k₂ aumenta.

e)   a relação k₁/k₂ diminui.

2.  (FFFCMPA) – Em um reator isotérmico de volume constante, à temperatura de 700 K, são colocados 9 mols de BrCl e estabelece-se o equilíbrio

2 BrCl_(g)  -->   Br_2(g)  +   Cl_2(g).

Sabendo-se que a constante de equilíbrio, K_c, dessa reação é igual a 16, o número de mols de Br₂ presentes no equilíbrio será igual a

a)  2,0

b)  4,0

c)   5,0

d)   7,2

e)   8,0

3.  (UFRGS) – Assinale a alternativa que indica o equilíbrio que pode ser deslocado no sentido dos produtos por aumento de temperatura e de pressão

a)   H_2(g)  +    Cl_2(g)   --> 2 HCl_(g) ∆H < 0

b)   SbCl_5(g)   ↔   SbCl_3(g)  +   Cl_2(g)        ∆H > 0

c)   PCl_5(g)   -->   PCl_3(g)  +   Cl_2(g)            ∆H > 0

d)   2 SO_2(g)   +  O_2(g)   -->  2 SO_3(g)         ∆H < 0

e)   4NO_(g)  + 6 H₂O_(g)  -->  4NH_3(g) + 5 O_2(g)  ∆H > 0

4. (UFRGS) - Se a constante de equilíbrio para a reação        2 SO_2(g)   +   O_2(g) --> 2 SO_3(g)

é igual a K, a constante de  equilíbrio para a reação

 SO₃  -->  SO_2(g)  +  1/2 O_2(g)      será igual a

a)   K     

b)   - K    

c)   1 / √  K   

d)   √ K   

e)   1/K

5. (UFRGS) - A primeira etapa da obtenção industrial de ácido nítrico corresponde à reação entre amônia e oxigênio, na presença de catalisador, como mostra o equilíbrio químico a seguir.

                          Pt

4NH_3(g) + 5O_{2(g )} -->  4NO_(g) + 6H₂O_(g) ∆H = - 950 kJ

Supondo-se que essa reação esteja ocorrendo em sistema fechado, é correto afirmar que

a) o aumento da quantidade de catalisador favorece a formação de NO.

b) o aumento da pressão total sobre o sistema não altera o valor de Kp no novo equilíbrio.

c) a retirada de H₂O(g) implica a diminuição do valor de Kp.

d) a diminuição da temperatura do sistema dificulta a formação de NO.

e) a diminuição do volume do sistema não altera o rendimento da reação.

6. (UFRGS) - Em sistema fechado, a 25ºC, a reação de fotossíntese pode ser representada pela equação química abaixo

6 CO_2(g)  +  6 H₂O_(l) -->  C₆H₁₂O_6(s)  ∆Hº = + 2816 kJ

Para favorecer a formação de glicose, C₆H₁₂O_6(s), um procedimento correto seria:

a)     retirar parte da glicose.     

b)    adicionar oxigênio.           

c)     retirar gás carbônico.

d)    adicionar água

e)     aumentar a temperatura

7. (UFRGS) - Para o seguinte equilíbrio hipotético:

2 X_(s)     +    Y_2(g)        -->      2 XY_(g)         ∆H < 0

são feitas as seguintes afirmações.

I  -   A constante de equilíbrio aumenta com o aumento de temperatura.

II  -   Um aumento de pressão por redução de volume aumenta a produção de XY.

III -  A adição de uma maior quantidade de X ao sistema aumenta a produção de XY.

IV - A formação de XY é favorecida por uma diminuição de temperatura.

Quais estão corretas ?

a)   Apenas III.          

b)   Apenas IV.        

c)   Apenas I e III

d)   Apenas II e III    

e)   Apenas II e IV

8. (UFRGS) - Num vaso de reação a 45°C e 10 atm foram colocados 1,0 mol de N₂ e 3,0 mols de H₂. O equilíbrio que se estabeleceu pode ser representado pela equação abaixo.

N_2(g)       +        3 H_2(g)        -->           2 NH_3(g)

Qual a concentração da mistura no estado de equilíbrio se nessa condição são obtidos 0,08 mol de NH₃ ?

    N₂                   H₂                      NH₃

a)    1,0 mol         3,0 mols              0,08 mol

b)    0,96 mol       2,92 mols            0,16 mol

c)    0,84 mol       2,84 mols            0,16 mol

d)    0,84 mol       2,92 mols            0,08 mol

e)    0,96 mol       2,88 mols            0,08 mol

9. (UFRGS) - Um dos fatores que pode modificar o pH do sangue é o ritmo respiratório. Este fato está relacionado ao equilíbrio descrito na equação abaixo.

CO_2(aq)  +  H₂O_(l)  -->     H⁺_(aq)       +         HCO₃^-_(aq)

Sobre este fato são feitas as seguintes afirmações.

I  - Pessoas com ansiedade respiram em excesso e causam diminuição da quantidade de CO₂ no sangue, aumentando seu pH.

II - Indivíduos com insuficiência respiratória aumentam a quantidade de CO₂ no sangue, diminuindo seu pH.

III - Pessoas com respiração acelerada deslocam o equilíbrio da reação no sentido direto.

Quais estão corretas ?

a)   Apenas I.         

b)   Apenas II.        

c)   Apenas I e II

d)   Apenas II e III

e)   I, II e III

10. (UFRGS) - Considere as equações, que representam situações de equilíbrio químico a 298 K.

      I   - N₂  +  3 H₂    -->  2 NH₃         K_p = 6,8 x 10⁵

     II  -  H₂   +   I₂     -->    2 HI            K_p = 7,94 x 10²

     III -  N₂O₄             --> 2 NO₂        K_p = 0,98

a conclusão correta que se pode extrair dessas informações é que

a)    a reação I é a amais rápida das três.

b) a reação III praticamente não ocorre no sentido direto a 298 K.

c)   a reação II apresenta velocidade moderada.

d)   apenas a reação III atinge o equilíbrio a 298 K.

e) a reação I atinge o equilíbrio com grande   quantidade relativa de produtos.

1. E	2.B	3.E	4.C	5.B	6.E	7.E
8. B	9.C	10.C

Revisão Teórica para UFRGS - VIII

1- O gráfico a seguir, que mostra a variação da solubilidade do dicromato de potássio na água em função da temperatura, foi apresentado em uma aula prática sobre misturas e suas classificações. Em seguida, foram preparadas seis misturas sob agitação enérgica, utilizando dicromato de potássio sólido e água pura em diferentes temperaturas, conforme o esquema:

 

Após a estabilização dessas misturas, o número de sistemas homogêneos e o número de sistemas heterogêneos formados correspondem, respectivamente, a:

a) 5 - 1

b) 4 - 2

c) 3 - 3

d) 1 - 5

2- Considere o gráfico de solubilidade de vários sais em água, em função da temperatura.

 

Baseando-se no gráfico e nos conhecimentos sobre soluções, é INCORRETO afirmar que:

a) a solubilidade do Ce₂(SO₄)₃ diminui com o aumento da temperatura.

b) o sal nitrato de sódio é o mais solúvel a 20 °C.

c) a massa de 80 g de nitrato de potássio satura 200 g de água a 30 °C.

d) dissolvendo-se 60 g de NH₄Cl em 100 g de água, a 60 °C, obtém-se uma solução insaturada.

3- A tabela a seguir mostra a solubilidade de vários sais, a temperatura ambiente, em g/100ml:

AgNO₃ (nitrato de prata):                260

Al₂(SO₄)₃ (sulfato de alumínio):     160

NaCl (cloreto de sódio):                   36

KNO₃ (nitrato de potássio):              52

KBr (brometo de potássio):              64

Se 25ml de uma solução saturada de um destes sais foram completamente evaporados, e o resíduo sólido pesou 13g, o sal é:

a) AgNO₃                                               b) Al₂(SO₄)₃

c) NaCl                                      d) KNO₃

e) KBr

4- A tabela a seguir fornece as solubilidades do KCl e do Li₂CO₃ a várias temperaturas.

 

Assinale a alternativa falsa:

a) a dissolução do KCl em água é endotérmica

b) o aquecimento diminui a solubilidade do Li₂CO₃ em água

c) a massa de KCl capaz de saturar 50g de água, a 40°C, é 20g

d) ao resfriar, de 50°C até 20°C, uma solução que contém inicialmente 108mg de Li₂CO₃ em 100g de água, haverá precipitação de 25mg de Li₂CO₃

e) a 10°C, a solubilidade do KCl é maior do que a do Li₂CO₃

5- (PUC-Campinas-SP) Considerando o gráfico abaixo, adicionam-se, separadamente, 40,0g de cada um dos sais em 100g de H₂O.

 

A temperatura de 40°C, que sais estão totalmente dissolvidos na água?

a) KNO₃ e NaNO₃                                        b) NaCl e NaNO₃

c) KCl e KNO₃                                                 d) Ce₂(SO₄) e KCl

e) NaCl e Ce₂(SO₄)₃

6- (PUC-SP) Um estudante pretende separar os componentes de uma amostra contendo três sais de chumbo II: Pb(NO₃)₂, PbSO₄ e Pbl₂. Após analisar a tabela de solubilidade abaixo,

	Solubilidade em água
Substâncias	fria	quente
Iodeto de chumbo II	insolúvel	solúvel
Nitrato de chumbo II	solúvel	solúvel
Sulfato de chumbo II	insolúvel	insolúvel

ele propôs o seguinte procedimento:

"Adicionar água destilada em ebulição à mistura, agitando o sistema vigorosamente. Filtrar a suspensão resultante, ainda quente. Secar o sólido obtido no papel de filtro; este será o sal A. Recolher o filtrado em um béquer, deixando-o esfriar em banho de água e gelo. Proceder a uma nova filtração e secar o sólido obtido no papel de filtro; este será o sal B. Aquecer o segundo filtrado até a evaporação completa da água; o sólido resultante será o sal C."

Os sais A, B, e C são, respectivamente:

a) Pb(NO₃)₂, PbSO₄ e Pbl₂, 

b) Pbl₂, PbSO₄ e Pb(NO₃)₂

c) PbSO₄, PbNO₃)₂ e Pbl₂,               

d) PbSO₄, Pbl₂, e Pb(NO₃)₂

e) Pb(NO₃)₂, Pbl₂ e PbSO₄

8- (UFRGS-RS) A solubilidade da soda cáustica (NaOH) em água, em função da temperatura, é dada na tabela abaixo.

Temperatura (°C)	20	30	40	50
Solubilidade (gramas/100 g de H2O)	109	119	129	145

Considerando soluções de NaOH em 100 g de água, é correto afirmar que:

a) a 20 °C, uma solução com 120 g de NaOH é concentrada.

b) a 20 °C, uma solução com 80 g de NaOH é diluída.

c) a 30 °C, uma solução com 11,9 g de NaOH é concentrada.

d) a 30 °C, uma solução com 119 g de NaOH é supersaturada.

e) a 40 °C, uma solução com 129 g de NaOH é saturada.

9- Numa aula no Laboratório de Química, os alunos prepararam, sob supervisão do professor, duas soluções aquosas, uma de cloreto de potássio, KCl, e uma de cloreto de cálcio, CaCl₂. Após observarem a variação da temperatura em função do tempo, durante o preparo de cada uma dessas soluções, os alunos elaboraram este gráfico:

Considerando-se as informações fornecidas por esse gráfico e outros conhecimentos sobre o assunto, é CORRETO afirmar que

a) a dissolução do CaCl₂ diminui a energia cinética média das moléculas de água.

b) a dissolução do KCl é um processo exotérmico.

c) a entalpia de dissolução do CaCl₂ é maior que zero.

d) a solubilidade do KCl aumenta com o aumento da temperatura.

10- Observe o gráfico a seguir, que representa a variação da solubilidade de sais com a temperatura.

Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as seguintes afirmações, feitas por um estudante ao tentar interpretar esse gráfico.

(     ) O cloreto de sódio e o sulfato de lítio apresentam solubilidade constante no intervalo considerado.

(     ) No intervalo de O °C a 100 °C, a solubilidade do iodeto de potássio é aproximadamente duas vezes maior que a do nitrato de sódio.

(     ) O nitrato de prata é o sal que apresenta o maior valor de solubilidade a O°C.

(     ) A solubilidade do iodeto de potássio a 100 °C é aproximadamente igual a 200 g/L.

(     ) Quatro dos sais mostrados no gráfico apresentam aumento da solubilidade com a temperatura no intervalo de O°C a 35 °C.

(     ) A 20 °C, as solubilidades do cloreto de sódio e so sulfato de sódios são iguais.

A seqüência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é

a) V - F- V - F - F - F.

b) F - V - F - V - F - F.

c) F - F - F - F - V - V.

d) V - F - F - V - F - V.

e) F- V - V - F - V - F.

GABARITO

01. B

02. D

03. D

04. D

05. A

06. D

08. E

09. D

10. C