Em um balão de 1,0 L, a 25 °C, há 0,50 mol de butano e 1,50 mol de metilpropano em equilíbrio: CH3CH2CH2CH3(g)…

Questão

Em um balão de 1,0 L, a 25 °C, há 0,50 mol de butano e 1,50 mol de metilpropano em equilíbrio: CH3CH2CH2CH3(g) ? CH3CH(CH3)CH3(g) Se forem adicionados 0,50 mol de butano ao sistema, as concentrações de butano e de metilpropano no novo equilíbrio, na mesma temperatura, serão aproximadamente: a) 0,63 mol/L e 1,88 mol/L b) 0,75 mol/L e 1,75 mol/L c) 1,00 mol/L e 1,50 mol/L d) 1,38 mol/L e 1,13 mol/L e) 1,50 mol/L e 0,50 mol/L

1. A) 0,75 mol/L de butano e 1,75 mol/L de metilpropano
2. B) 1,38 mol/L de butano e 1,13 mol/L de metilpropano
3. C) 1,00 mol/L de butano e 1,50 mol/L de metilpropano
4. D) 1,50 mol/L de butano e 0,50 mol/L de metilpropano
5. E) 0,63 mol/L de butano e 1,88 mol/L de metilpropano

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Como o volume é 1,0 L, as concentrações iniciais são numericamente iguais às quantidades em mol: butano 0,50 mol/L e metilpropano 1,50 mol/L. Passo 2: Na temperatura constante de 25 °C, a constante de equilíbrio é Kc = [metilpropano]/[butano] = 1,50/0,50 = 3,0. Passo 3: Ao adicionar 0,50 mol de butano em 1,0 L, a concentração de butano passa a 1,00 mol/L e a de metilpropano continua 1,50 mol/L. Nesse instante o quociente de reação é 1,50/1,00 = 1,5, menor que 3,0, então o sistema se desloca para a direita, consumindo butano e formando metilpropano. Passo 4: Seja x a concentração de butano convertida. No novo equilíbrio: [butano] = 1,00 - x e [metilpropano] = 1,50 + x. Aplicando Kc: (1,50 + x)/(1,00 - x) = 3,0, o que dá 1,50 + x = 3,00 - 3x, logo 4x = 1,50 e x = 0,375 mol/L. Passo 5: Novas concentrações: butano = 1,00 - 0,375 = 0,625, que arredondado é 0,63 mol/L; metilpropano = 1,50 + 0,375 = 1,875, que arredondado é 1,88 mol/L. Conferência: 1,875/0,625 = 3,0, confirmando Kc, e a soma 2,50 mol/L se conserva. Passo 6: A alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 7: A alternativa A está errada porque supõe que apenas cerca de metade do butano adicionado se converte, sem usar a constante de equilíbrio. A alternativa B está errada porque desloca o equilíbrio no sentido contrário, para o lado do butano. A alternativa C está errada porque considera que o sistema volta às concentrações iniciais, ignorando que a adição altera o equilíbrio. A alternativa D está errada porque apenas troca os valores iniciais entre as espécies, sem qualquer cálculo.

💡 Dica: Considere a perturbação e o novo ajuste do sistema.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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