O craqueamento é uma reação química empregada industrialmente para a obtenção de moléculas mais leves a partir…

Questão

O craqueamento é uma reação química empregada industrialmente para a obtenção de moléculas mais leves a partir de moléculas mais pesadas. Considere a equação termoquímica abaixo, que representa o processo utilizado em uma unidade industrial para o craqueamento de hexano. H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 (g) ? H3C – CH2 – CH2 – CH3 (g) + H2C = CH2 (g) ?H > 0 Em um experimento para avaliar a eficiência desse processo, a reação química foi iniciada sob temperatura T1 e pressão P1. Após seis horas, a temperatura foi elevada para T2, mantendo-se a pressão em P1. Finalmente, após doze horas, a pressão foi elevada para P2, e a temperatura foi mantida em T2. A variação da concentração de hexano no meio reacional ao longo do experimento está representada em: A variação da concentração de hexano no meio reacional ao longo do experimento está representada em: (UERJ 2015)

1. A) Gráfico com concentração de hexano (mol x L⁻¹) decrescente até 6h, estabilizando, depois caindo mais, e após 12h subindo e estabilizando.
2. B) Gráfico com concentração de hexano (mol x L⁻¹) decrescente até 6h, estabilizando, depois caindo mais, e após 12h caindo ainda mais.
3. C) Gráfico com concentração de hexano (mol x L⁻¹) decrescente até 6h, estabilizando, depois subindo, e após 12h subindo e estabilizando.
4. D) Gráfico com concentração de hexano (mol x L⁻¹) decrescente até 6h, estabilizando, depois subindo, e após 12h caindo e estabilizando.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. A reação é um equilíbrio químico: hexano (g) ⇌ propano (g) + eteno (g), com ΔH > 0, ou seja, é endotérmica (absorve calor). Passo 2: Entre o início e 6 horas, a concentração de hexano diminui, porque ele se transforma em propano e eteno, até atingir o equilíbrio à temperatura T1. Por isso o gráfico decresce e depois estabiliza. Passo 3: Em 6 horas a temperatura sobe para T2. Como a reação é endotérmica, o aumento de temperatura desloca o equilíbrio no sentido em que o calor é consumido, isto é, para a direita, formando mais produtos. O hexano é consumido ainda mais, e a concentração cai novamente até um novo patamar. Passo 4: Em 12 horas a pressão sobe para P2, mantendo T2. No lado do hexano há 1 mol de gás; no lado dos produtos há 2 mols de gás. Aumentar a pressão desloca o equilíbrio para o lado com menor número de mols gasosos, ou seja, para o hexano. Assim, a concentração de hexano aumenta e depois se estabiliza em um novo equilíbrio. Passo 5: Portanto, o gráfico correto é o da alternativa A: decrescente até 6 horas, estabilizando, caindo mais após 6 horas e, após 12 horas, subindo e estabilizando. Passo 6: A alternativa B está errada porque supõe que o aumento de pressão favorece os produtos, quando na verdade favorece o lado com menos gases, o hexano. Passo 7: A alternativa C está errada porque supõe que o aumento de temperatura desfavorece a reação endotérmica, quando, com ΔH > 0, a elevação da temperatura favorece os produtos e faz o hexano cair. Passo 8: A alternativa D está errada porque inverte os dois efeitos: após 6 horas o hexano deveria cair, não subir, e após 12 horas deveria subir, não cair.

💡 Dica: Analise o efeito da temperatura e pressão na reação endotérmica para interpretar o gráfico.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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