Quimica Feltre - Vol 2-193-195

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179Capítulo 4 • CINÉTICA QUÍMICA
79 (Fuvest-SP) Os automóveis movidos a gasolina, mesmo
que utilizem uma relação ar/combustível adequada, pro-
duzem substâncias poluentes, tais como hidrocarboneto
não queimado (HC), CO e NO. Atualmente, os automó-
veis são equipados com catalisadores que promovem as
transformações dos referidos poluentes gasosos, confor-
me as seguintes equações:
2 CO " O2 2 CO2
2 NO " 2 CO N2 " 2 CO2
HC " Oxigênio Dióxido de carbono " Água
O gráfico ao lado
dá a porcentagem
de poluentes trans-
formados (Y), em
função da porcen-
tagem de oxigênio
(X ) presente na
mistura do com-
bustível com ar.
Logo, se a porcentagem de oxigênio na mistura for:
I. x1, a porcentagem de HC transformado será menor
que a de CO transformado;
II. x2, a soma das quantidades de HC, CO e NO, nos ga-
ses de escape, será menor do que aquela obtida se a
porcentagem de oxigênio for x1 ou x3;
III. x3, restará menos CO, para transformar NO em N2, do
que se a porcentagem de oxigênio for x1;
É, pois, correto o que se afirma:
a) em I apenas. d) em II e III apenas.
b) em II apenas. e) em I, II e III.
c) em III apenas.
80 (ITA-SP) As figuras a seguir apresentam esboços de cur-
vas representativas da dependência da velocidade de rea-
ções químicas com a temperatura. Na figura A é mostra-
do como a velocidade de uma reação de combustão de
explosivos depende da temperatura. Na figura B é mos-
trado como a velocidade de uma reação catalisada por
enzimas depende da temperatura. Justifique, para cada
uma das figuras, o efeito da temperatura sobre a velo-
cidade das respectivas reações químicas.
X
Y
0 x1 x2 x3
NO
HC
20
40
60
80
100
CO
Temperatura
V
el
oc
id
ad
e
Temperatura
V
el
oc
id
ad
eA B
81 (Fuvest-SP) O estudo cinético, em fase gasosa, da reação
representada por
NO2 " CO CO2 " NO
mostrou que a velocidade da reação não depende da con-
centração de CO, mas depende da concentração de NO2
elevada ao quadrado. Esse resultado permite afirmar que:
a) o CO atua como catalisador.
b) o CO é desnecessário para a conversão de NO2 em NO.
c) o NO2 atua como catalisador.
d) a reação deve ocorrer em mais de uma etapa.
e) a velocidade da reação dobra se a concentração inicial
de NO2 for duplicada.
82 (UFMG) Descargas de veículos contêm poluentes como
NO, CO e CxHy (hidrocarbonetos). Duas formas de reduzir
a concentração desses poluentes são: a) controlar a pro-
porção entre ar e combustível na mistura queimada no
motor; b) converter cataliticamente os poluentes em pro-
dutos inofensivos ou menos danosos ao meio ambiente.
1. Considere o gráfico. Esse gráfico representa a varia-
ção das concentrações de NO, CO e CxHy em função
da proporção entre ar e combustível na mistura quei-
mada. Indique a proporção volumétrica aproximada
ar/combustível que levará aos efeitos listados abaixo.
a) Menor concentração possível de CxHy.
b) Maior concentração possível de NO.
2. A conversão catalítica envolve reações de oxi-redução.
No caso de NO, ocorre uma redução do nitrogênio e,
nos casos de CO e CxHy, ocorrem oxidações do carbo-
no. Escreva a equação química balanceada de uma
dessas reações.
3. Os conversores catalíticos, usados nos escapamentos
dos automóveis, têm uma estrutura que sugere um
grande favo de mel, com um número muito grande
de buracos de forma hexagonal. Esses buracos são re-
vestidos com material catalisador, e os gases prove-
nientes da descarga circulam por esse favo antes de
serem lançados na atmosfera. Explique o motivo pelo
qual a estrutura acima descrita catalisa as reações com
mais eficiência do que um conversor catalítico na for-
ma de um tubo, revestido com o mesmo catalisador.
83 (UEM-PR) A partir dos dados a seguir, identifique a(s)
alternativas(s) correta(s).
I. A2 (g) " 3 B2 (g) 2 AB3 (g)
II. 2 SO2 (g) " O2 (g) 2 SO3 (g) ∆H % #198 kJ
01) Com base na equação I, pode-se afirmar que a velo-
cidade de desaparecimento de A2 (g) é um terço da
velocidade de desaparecimento de B2 (g).
02) Com base na equação I, pode-se afirmar que a velo-
cidade de aparecimento de AB3 (g) é dois terços da
velocidade de desaparecimento de B2 (g).
04) Com base na equação I, pode-se afirmar que a velo-
cidade de aparecimento de AB3 (g) é o dobro da ve-
locidade de decomposição de A2 (g).
08) Se a equação de velocidade determinada experimen-
talmente é v k [SO ] [SO ] ,2 3
1
2%
#
a reação é de pri-
meira ordem em relação ao SO2 (g), e a ordem total
da reação é 1
2
.
16) Se a equação de velocidade determinada experimen-
talmente para a reação representada pela equação II
é v k [SO ] [SO ] ,2 3
1
2%
#
a velocidade da reação irá
duplicar se for aumentada em quatro vezes a con-
centração de SO2 (g).
32) Na reação representada pela equação II, se a plati-
na funciona como catalisador, ela altera o ∆H da
reação.
Proporção volumétrica ar/combustível
C
on
ce
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O
,C
O
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C
xH
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1920 18 17 16 15 14 13 12
CxHy
CO
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Capitulo 04B-QF2-PNLEM 4/6/05, 16:41179
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EQUILÍBRIOS QUÍMICOS
HOMOGÊNEOS5Capítul
o
Apresentação do capítulo
Para esses artistas circenses, o equilíbrio é fundamental.
Tópicos do capítulo
1 Estudo geral dos equilíbrios
químicos
2 Deslocamento do equilíbrio
Leitura: A síntese de Haber-Bosch
Na ciência, a noção de equilíbrio é muito importante. Em Física se estuda o equilíbrio dos
corpos, entendido como o resultado da ação de forças que se opõem e se anulam.
Um exemplo interessante é o da evaporação da água. Uma poça d’água, por exemplo, evapora
totalmente depois de algum tempo. No entanto, se colocarmos água em um recipiente
fechado, vamos verificar que a água também vai evaporando, mas, passado certo tempo,
a evaporação parece parar, permanecendo o sistema indefinidamente nessa situação (se a
temperatura não mudar). Afinal, o que realmente acontece dentro do recipiente? A partir do
momento em que a evaporação e a condensação passam a ocorrer com velocidades iguais,
dizemos que o sistema chegou a um equilíbrio.
Com as reações químicas acontecem fenômenos semelhantes. O estudo dos equilíbrios
químicos, que ora estamos iniciando, é dos mais relevantes. Para percebermos a importância
do assunto, basta lembrarmos as reações químicas que ocorrem em sistemas biológicos —
nossa própria vida, por exemplo, não é possível sem o equilíbrio entre o O2 e o CO2 em nosso
sangue, ou entre o Na" e o K" em nossas células, etc.
A
LA
N
TH
O
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Capitulo 05A-QF2-PNLEM 4/6/05, 17:02180
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181Capítulo 5 • EQUILÍBRIOS QUÍMICOS HOMOGÊNEOS
1 ESTUDO GERAL DOS EQUILÍBRIOS QUÍMICOS
1.1. Conceito de reações reversíveis
Até agora você pode ter ficado com a idéia de que, misturados os reagentes em condições favorá-
veis de pressão e de temperatura, a reação iria processar-se até um ou mais reagentes acabarem. Isso,
porém, nem sempre corresponde à realidade. Seja, por exemplo, a reação entre CO e NO2, em um
recipiente fechado mantido a 200 °C:
Pelas cores apresentadas, concluímos que a
cor da mistura inicial (CO " NO2) é o vermelho-
castanho intenso, e que a mistura final
(CO2 " NO) é incolor. Sendo assim, se misturás-
semos quantidades estequiometricamente exatas
de reagentes (1 mol de CO e 1 mol de NO2) e
a reação fosse até o final, a mistura resultante
(1 mol de CO2 e 1 mol de NO) deveria ser inco-
lor; no entanto não é isso o que acontece: o que
vemos, após certo tempo, é que a cor que o sistema passa a apresentar é o vermelho-castanho fraco, que
permanece inalterado indefinidamente (se a temperatura permanecer constante). O que terá acontecido?
Será que a reação “parou pelo caminho”?
É importante também notar o que acontece coma reação inversa à mencionada:
CO2 (g) " NO (g) CO (g) " NO2 (g)
Misturando-se 1 mol de CO2 e 1 mol de NO,
a 200 °C, se a reação “caminhasse” até o final, o
CO2 e o NO iriam acabar e teríamos 1 mol de CO
e 1 mol de NO2, mistura que apresentaria um
vermelho-castanho intenso, devido ao NO2. Na
realidade, porém, o sistema chega somente ao
mesmo vermelho-castanho fraco que foi obtido
no final do primeiro experimento.
Observe que tão logo a reação CO (g) " NO2 (g) CO2 (g) " NO (g) começa a se
processar, seus produtos (CO2 e NO) começam a reagir entre si, de acordo com a reação inversa
CO2 (g) " NO (g) CO (g) " NO2 (g), regenerando as substâncias iniciais (CO e NO2).
Chega-se então a uma situação na qual as duas reações se contrabalançam e o sistema permanece
como se nenhuma reação estivesse ocorrendo; a partir desse instante, as quantidades de reagentes e
de produtos permanecem inalteradas (se a temperatura permanecer constante), isto é, a reação alcan-
ça o estado de equilíbrio.
Assim, de modo geral, dizemos que:
Reação reversível é aquela que se processa simultaneamente nos dois sentidos.
Ou ainda:
Reação reversível é a reação na qual os reagentes se transformam nos produtos, e
estes, à medida que se formam, regeneram os reagentes iniciais.
CO (g) " NO2 (g) CO2 (g) " NO (g)
Tempo
CO2
NO
Situação inicial
(mistura incolor)
Situação final
(vermelho-castanho fraco)
Tempo
CO
NO2
Situação inicial
(vermelho-castanho
intenso)
Situação final
(vermelho-castanho
fraco)
Cores das
substâncias
Incolor Vermelho-
castanho
intenso
Incolor Incolor
Capitulo 05A-QF2-PNLEM 4/6/05, 17:02181