Química3ª sérieBNCC EM13CNT101Média⏱ medio

— Se a gente já sabe a receita, por que sobra cheiro de vinagre no lote? — perguntou uma das produtoras de…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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

— Se a gente já sabe a receita, por que sobra cheiro de vinagre no lote? — perguntou uma das produtoras de essências alimentícias. No teste piloto, a cooperativa preparou acetato de etila (aroma) pela reação: CH3COOH(l) + C2H5OH(l) <-> CH3COOC2H5(l) + H2O(l). Em um reator fechado de 1,0 L, foram colocados 1,0 mol de ácido acético e 1,0 mol de etanol, mantidos a 60 °C. Após algumas horas, a análise indicou 0,40 mol de éster e 0,40 mol de água, restando 0,60 mol de cada reagente. Por exigência de segurança, não é permitido aumentar a quantidade inicial de etanol nem alterar a temperatura de operação. A equipe pode apenas modificar o modo de conduzir o processo, sem abrir o reator para adicionar reagentes. Analise as restrições do processo e identifique a medida que tende a aumentar a quantidade de éster presente no equilíbrio, mantendo a conservação de átomos no sistema.

A) Diluir a mistura com solvente inerte, mantendo o reator fechado
B) Intensificar a agitação para consumir mais reagentes antes do equilíbrio
C) Aumentar a pressão interna com gás inerte, mantendo a mistura líquida
D) Remover a H2O formada ao longo da reação, sem adicionar reagentes
E) Adicionar H2SO4 como catalisador, mantendo o reator fechado

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identifique o tipo de equilíbrio. A reação CH3COOH + C2H5OH <-> CH3COOC2H5 + H2O é de esterificação. No equilíbrio há 0,40 mol de éster e 0,40 mol de água, e restam 0,60 mol de cada reagente, o que indica que o sistema não está completo. Passo 2: Calcule a constante de equilíbrio. Como o volume é 1,0 L, Kc = (0,40 x 0,40) / (0,60 x 0,60), que é aproximadamente 0,44. Passo 3: Analise o efeito da remoção de água. Retirar H2O do sistema diminui a concentração de um produto. Pelo princípio de Le Chatelier, o equilíbrio desloca-se para a direita, consumindo reagentes e formando mais éster, sem adicionar nenhum reagente e sem alterar a quantidade inicial de etanol ou a temperatura, o que respeita as restrições. Passo 4: Por que as outras alternativas estão erradas. A) Diluir com solvente inerte altera as concentrações igualmente em produtos e reagentes, então o quociente de reação continua igual a Kc e a posição do equilíbrio não muda. B) Agitar a mistura aumenta a velocidade com que o equilíbrio é atingido, mas não altera a composição final dele. C) Aumentar a pressão com gás inerte, em sistema líquido e a temperatura constante, não altera as concentrações das espécies, logo não desloca o equilíbrio. E) O H2SO4 atua como catalisador, acelerando igualmente as reações direta e inversa; ele reduz o tempo para atingir o equilíbrio, mas não aumenta a quantidade de éster presente nele. Passo 5: Conclusão. A única medida que aumenta a quantidade de éster no equilíbrio é a remoção contínua da água formada, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Considere o princípio de Le Chatelier para deslocar o equilíbrio químico.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que, por haver mais volume de solvente, a reação ganha espaço para avançar e produzir mais éster. Ele não percebe que a diluição afeta reagentes e produtos da mesma forma.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno confunde velocidade de reação com posição de equilíbrio, supondo que agitar consome mais reagentes no estado final. A agitação apenas acelera o alcance do equilíbrio.

Por que engana: Confundir o efeito da pressão e da remoção de produtos no equilíbrio químico.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno supõe que aumentar a pressão total sempre desloca o equilíbrio, sem verificar se há variação do número de mols de gás. Em sistema líquido, a pressão com gás inerte não altera as concentrações.

D Correta

Ao retirar um produto, o equilíbrio se desloca para formar mais éster e água (Le Chatelier), conservando os átomos no sistema.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno entende que o catalisador aumenta o rendimento da reação, quando na verdade ele apenas acelera a reação direta e a inversa igualmente. A quantidade de éster no equilíbrio permanece a mesma.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Avaliar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

equilíbrio químico e deslocamento

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

reação química reversível · princípio de Le Chatelier

📚 Reveja

estude o princípio de Le Chatelier e equilíbrio químico

⚠️ Erro mais comum

Confundir o efeito da pressão e da remoção de produtos no equilíbrio químico.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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