Na síntese de SO3: 2 SO2(g) + O2(g) ? 2 SO3(g), ?H° = -198 kJ. Analise se o processo é reversível e indique…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Na síntese de SO3: 2 SO2(g) + O2(g) ? 2 SO3(g), ?H° = -198 kJ. Analise se o processo é reversível e indique duas estratégias para aumentar o rendimento de SO3 considerando equilíbrio e cinética.
- A) Reversível; aumentar pressão e reduzir temperatura favorece formação de SO3; usar catalisador mantém velocidade em T mais baixa.
- B) Um catalisador aumenta a temperatura necessária para a formação de SO3.
- C) Aumentar temperatura reduz a formação de SO3, mas não afeta o equilíbrio.
- D) Reação de SO3: irreversível; não há condições para produzir SO3 novamente.
- E) Aumentar pressão mantém constante a quantidade de SO2 e O2 na reação.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Analisar a reversibilidade. A equação usa a seta dupla de equilíbrio (2 SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g)), o que indica que a reação ocorre nos dois sentidos. Portanto, o processo é reversível.
- Analisar o efeito da pressão. No lado dos reagentes há 3 mols de gás (2 de SO2 e 1 de O2) e no lado dos produtos há 2 mols de gás (2 de SO3). Aumentar a pressão desloca o equilíbrio para o lado com menos mols de gás, ou seja, para a formação de SO3. Essa é a primeira estratégia de equilíbrio.
- Analisar o efeito da temperatura. Como ΔH° = -198 kJ, a reação direta é exotérmica. Reduzir a temperatura favorece a reação exotérmica, portanto favorece a formação de SO3. Essa é a segunda estratégia de equilíbrio.
- Analisar o papel do catalisador. O catalisador diminui a energia de ativação e aumenta a velocidade tanto da reação direta quanto da inversa, na mesma proporção. Ele não altera a posição do equilíbrio nem o rendimento final, mas permite atingir o equilíbrio mais rápido. Isso é útil para manter uma boa velocidade em temperatura mais baixa, que é favorável ao equilíbrio. Esse é o aspecto cinético da questão.
- Conclusão. A alternativa A reúne corretamente a reversibilidade, o efeito favorável de pressão alta e temperatura baixa sobre o equilíbrio e o papel cinético do catalisador. O gabarito oficial A está correto.
- Por que as outras estão erradas. B: o catalisador não aumenta a temperatura necessária, apenas reduz a energia de ativação. C: aumentar a temperatura desfavorece a formação de SO3 e altera o equilíbrio, pois a reação é exotérmica. D: a seta dupla indica reversibilidade, então a reação não é irreversível. E: a pressão altera o equilíbrio, e a quantidade de SO2, O2 e SO3 muda até o novo equilíbrio ser atingido.
💡 Dica: Considere as condições de temperatura e pressão para o equilíbrio.
Alternativa por alternativa
Reação é exotérmica e alcança equilíbrio; segundo Le Chatelier, pressão maior favorece menor número de mols gasosos (SO3) e T menor favorece produto termodinamicamente; porém T baixa reduz taxa, por isso catalisador é usado.
O aluno confunde a função do catalisador com a de aquecimento, achando que ele exige temperatura mais alta para formar o produto. Na verdade, o catalisador apenas diminui a energia de ativação.
O aluno acerta que aumentar a temperatura prejudica a formação de SO3, mas acredita que a temperatura não afeta o equilíbrio. Em reações exotérmicas, a temperatura altera a constante e a posição do equilíbrio.
Por que engana: Confundir o efeito da temperatura no equilíbrio, acreditando que aumentar a temperatura favorece a formação de SO3.
O aluno interpreta a equação como se fosse de uma reação de sentido único, ignorando a seta dupla de equilíbrio. Assim, conclui que o SO3 não pode ser produzido de novo.
O aluno acha que a pressão não altera a composição da mistura, pensando que as quantidades de reagentes e produtos permanecem fixas. Na realidade, a pressão desloca o equilíbrio e muda essas quantidades.
Raio-X da questão
equilíbrio químico
avaliacao
equilíbrio químico · cinética química
Revisar os fatores que afetam o equilíbrio químico e a cinética das reações.
Confundir o efeito da temperatura no equilíbrio, acreditando que aumentar a temperatura favorece a formação de SO3.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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