Exercício 6 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2023

Tema: Equilíbrio químico e equilíbrio de solubilidade · Do exame 2.ª fase (2023)

Enunciado

6. O di-hidrogénio, H2 (g)\text{H}_2\,(\text{g}), pode ser obtido a partir de uma reação do monóxido de carbono, CO (g)\text{CO}\,(\text{g}), com água. Esta reação pode ser traduzida por

CO (g)+H2O (g)⇌CO2 (g)+H2 (g)ΔH<0\text{CO}\,(\text{g}) + \text{H}_2\text{O}\,(\text{g}) \rightleftharpoons \text{CO}_2\,(\text{g}) + \text{H}_2\,(\text{g}) \qquad \Delta H < 0

Admita que o sistema se encontra inicialmente em equilíbrio, num reservatório fechado.

Pretende-se maximizar a produção de H2\text{H}_2.

Preveja, justificando, se cada um dos procedimentos seguintes assegura o cumprimento do objetivo pretendido:

– diminuir o volume do reservatório, mantendo a temperatura do sistema constante;

– diminuir a temperatura do sistema, mantendo o volume do reservatório constante.

Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.

Enunciado: Exercício 6 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2023

Resolução

Segundo os critérios oficiais de classificação

Preveja, justificando, se cada um dos procedimentos assegura a maximização da produção de H₂: diminuir o volume e diminuir a temperatura.

Resposta: 1. Diminuição do volume: Não assegura o cumprimento do objetivo. De acordo com o Princípio de Le Châtelier, a diminuição do volume corresponde a um aumento da pressão; como a quantidade de matéria de substâncias gasosas nos reagentes é igual à dos produtos (1 + 1 = 1 + 1 = 2 mol), a variação de pressão/volume não afeta a posição de equilíbrio, não tendo influência na quantidade de H₂ produzido. 2. Diminuição da temperatura: Assegura o cumprimento do objetivo. Sendo a reação direta exotérmica (ΔH < 0), a diminuição da temperatura favorece o sentido direto da reação de modo a libertar calor (Princípio de Le Châtelier), aumentando a quantidade de H₂ produzido.

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