Em um experimento realizado em condições ambientais, uma amostra de metano foi queimada na presença de…
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
Em um experimento realizado em condições ambientais, uma amostra de metano foi queimada na presença de oxigênio, conforme a equação: CH4(g) + 2 O2(g) ? CO2(g) + 2 H2O(g) ?H° = -890 kJ·mol?¹. A chama liberou calor e, depois que o sistema retornou à temperatura ambiente, não se observou a regeneração espontânea de metano e oxigênio a partir dos produtos formados. Com base no texto e na variação de entalpia apresentada, qual conclusão explica adequadamente a reversibilidade da combustão do metano nas condições ambientais comuns?
- A) Sim; a reação é reversível, pois os produtos podem regenerar espontaneamente os reagentes.
- B) Não; a reação é irreversível, pois o dióxido de carbono e a água deixam de ser substâncias químicas.
- C) Sim; a reação é reversível, pois o resfriamento do sistema favorece a formação dos reagentes.
- D) Não; a reação é irreversível, pois toda reação que libera calor não pode ocorrer no sentido inverso.
- E) Não; a reação é praticamente irreversível, pois os produtos não se regeneram espontaneamente.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique o que o enunciado informa. A combustão do metano é exotérmica, pois ΔH° = -890 kJ/mol, ou seja, o sistema libera calor. Depois que o sistema volta à temperatura ambiente, não há regeneração espontânea de metano e oxigênio a partir de CO2 e H2O.
- Relacione a variação de entalpia com a espontaneidade. Uma reação exotérmica no sentido direto indica que o sentido inverso (regenerar CH4 e O2) exigiria absorção de 890 kJ/mol de energia, que não está disponível nas condições ambientais comuns. Por isso, o sentido inverso não ocorre espontaneamente.
- Conclua. A reação não é reversível nas condições ambientais, pois os produtos não se regeneram espontaneamente. A palavra 'praticamente' é adequada, porque, em princípio, a reação poderia ocorrer no sentido inverso com fornecimento externo de energia, mas isso não acontece na prática em condições comuns. Logo, a alternativa E é a correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A) afirma que a reação é reversível, mas o texto mostra que os produtos não regeneram os reagentes espontaneamente. B) diz que CO2 e H2O deixam de ser substâncias químicas, o que não tem fundamento: são substâncias bem definidas. C) afirma que o resfriamento favorece os reagentes, mas, pelo princípio de Le Chatelier, resfriar um sistema favorece o sentido exotérmico, isto é, a formação dos produtos. D) generaliza indevidamente que toda reação exotérmica é irreversível, quando o sentido inverso é apenas endotérmico e exige fornecimento de energia.
💡 Dica: Considere as condições de temperatura e pressão para a reversibilidade da reação.
Alternativa por alternativa
O aluno confunde a possibilidade teórica de reversão com a ocorrência espontânea nas condições ambientais. Ele supõe que, por a reação poder ser escrita com seta dupla ou ser reversível em princípio, os produtos regeneram os reagentes sem problema.
O aluno acredita que a irreversibilidade decorre de o CO2 e a H2O deixarem de ser substâncias químicas após a combustão. Ele confunde a estabilidade química e a identidade dos produtos com a reversibilidade da reação.
O aluno pensa que o resfriamento desloca o equilíbrio para os reagentes, e não para os produtos. Ele inverte a relação entre temperatura e sentido de uma reação exotérmica, ignorando que resfriar favorece o sentido que libera calor.
Por que engana: Confundir reações reversíveis com reações que liberam energia, acreditando que todas as reações exergônicas são reversíveis.
O aluno generaliza de forma absoluta que toda reação exotérmica não pode ocorrer no sentido inverso. Ele não percebe que o sentido inverso de uma reação exotérmica é endotérmico e pode ocorrer se houver fornecimento de energia, embora não espontaneamente.
A combustão apresenta ΔH° negativo, portanto libera energia. Embora uma reação inversa possa ser representada teoricamente, nas condições ambientais os produtos não retornam espontaneamente a metano e oxigênio. A regeneração exigiria condições específicas e fornecimento de energia, por isso a combustão é considerada praticamente irreversível nesse contexto.
Raio-X da questão
combustão do metano
diagnostico
reação química · termodinâmica básica
Revisar as condições de reversibilidade em reações químicas.
Confundir reações reversíveis com reações que liberam energia, acreditando que todas as reações exergônicas são reversíveis.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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