Em um balão de 1,0 L a 25 °C, a interconversão entre butano e metilpropano é dada por: butano(g) ?…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um balão de 1,0 L a 25 °C, a interconversão entre butano e metilpropano é dada por: butano(g) ? metilpropano(g). Em um balão de 1,0 L a 25 °C, há 0,40 mol de butano e 1,00 mol de metilpropano em equilíbrio. Ao adicionar 0,60 mol de metilpropano ao sistema, as concentrações de butano e metilpropano no novo equilíbrio, na mesma temperatura, serão aproximadamente: a) 0,23 mol/L e 1,37 mol/L b) 0,57 mol/L e 1,43 mol/L c) 0,40 mol/L e 1,60 mol/L d) 0,23 mol/L e 1,60 mol/L e) 0,57 mol/L e 1,00 mol/L
- A) 0,40 mol/L de butano e 1,60 mol/L de metilpropano
- B) 0,57 mol/L de butano e 1,00 mol/L de metilpropano
- C) 0,57 mol/L de butano e 1,43 mol/L de metilpropano
- D) 0,23 mol/L de butano e 1,60 mol/L de metilpropano
- E) 0,23 mol/L de butano e 1,37 mol/L de metilpropano
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique a constante de equilíbrio com as concentrações iniciais. Como o volume é 1,0 L, as concentrações são numericamente iguais aos mols. No equilíbrio inicial, [butano] = 0,40 mol/L e [metilpropano] = 1,00 mol/L. Logo, Kc = [metilpropano]/[butano] = 1,00/0,40 = 2,5. Essa constante só depende da temperatura, que permanece 25 °C.
- Adicione o metilpropano e verifique o sentido do deslocamento. Após somar 0,60 mol de metilpropano, temos [metilpropano] = 1,60 mol/L e [butano] = 0,40 mol/L. O quociente de reação é Q = 1,60/0,40 = 4, que é maior que K = 2,5. Assim, o sistema se desloca no sentido de formar butano, ou seja, no sentido inverso.
- Monte a tabela de variação. Seja x a quantidade (em mol/L) de metilpropano que se converte em butano. Então, no novo equilíbrio, [metilpropano] = 1,60 - x e [butano] = 0,40 + x. Aplicando a constante: (1,60 - x)/(0,40 + x) = 2,5, o que leva a 1,60 - x = 1,00 + 2,5x, então 0,60 = 3,5x e x = 0,171.
- Calcule as concentrações finais. [butano] = 0,40 + 0,171 = 0,571, ou seja, aproximadamente 0,57 mol/L. [metilpropano] = 1,60 - 0,171 = 1,429, ou seja, aproximadamente 1,43 mol/L. Verificação: a soma das concentrações é 2,00 mol/L, igual ao total inicial de 1,00 + 0,40 + 0,60 = 2,00 mol/L, o que confirma o cálculo.
- Conclusão. A alternativa C (0,57 mol/L de butano e 1,43 mol/L de metilpropano) está correta, coincidindo com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque ignora o deslocamento do equilíbrio. A alternativa B está errada porque mantém o metilpropano sem ajuste. A alternativa D está errada porque ajusta o butano mas não o metilpropano. A alternativa E está errada porque não conserva a quantidade total de matéria.
💡 Dica: Calcule a constante no equilibrio inicial e imponha o novo equilibrio apos a adicao.
Alternativa por alternativa
Assumiu que, ao adicionar metilpropano, as concentrações finais seriam simplesmente as somadas, sem que o equilíbrio se deslocasse. Não aplicou o princípio de Le Chatelier.
Por que engana: pensar que a adicao de produto nao altera o equilibrio ou que a quantidade adicionada permanece intacta
Calculou corretamente a concentração de butano, mas manteve a concentração de metilpropano em 1,00 mol/L, esquecendo que ela também muda ao se deslocar o equilíbrio.
A adicao de metilpropano desloca o equilibrio para a esquerda, consumindo parte do produto e formando butano ate atingir novamente a razao de equilibrio.
Calculou a variação do butano (0,40 - 0,17 = 0,23), mas não subtraiu a mesma quantidade do metilpropano, deixando-o em 1,60 mol/L. Não conservou a matéria no sistema.
Obteve valores cuja soma é 1,60 mol/L, o que indica que perdeu quantidade de matéria no cálculo. O total de espécies no sistema deveria ser 2,00 mol/L, e ele não percebeu essa inconsistência.
Raio-X da questão
deslocamento do equilibrio por adicao de produto
Aplicar equilibrio q
concentracao molar · expressao da constante de equilibrio
principio de Le Chatelier
pensar que a adicao de produto nao altera o equilibrio ou que a quantidade adicionada permanece intacta
persistencia
questao de calculo c
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