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28 06 2017__aula_4_fm_(equilibrio_quimico)_prof _karinne_material_do_aluno-min 335u

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1 
 
 
Foca na medicina 
Questões de Química 
Professora Karinne Paula 
EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
1. (Uerj 2011) Em motores de combustão interna, o óxido nítrico é produzido a 
partir da reação representada pela seguinte equação química: 
 
     2 g 2 g g
N O 2NO ƒ 
 
Em condições ambientes, a concentração de NO na atmosfera corresponde a 
10-13 mol.L-1, sendo a constante de equilíbrio da reação, Kc, igual a 5 x 10-31. 
Entretanto, sob temperatura elevada, como nos motores de veículos, essa 
concentração é de 10-5 mol.L-1. 
Admitindo-se que não há variação nas concentrações de N2 e O2, calcule o valor 
de Kc sob temperatura elevada. 
Apresente, ainda, as fórmulas estruturais planas das moléculas apolares 
presentes na equação química. 
 
2. (Uerj 2010) Após o consumo de elevada quantidade de bebida alcoólica, uma 
pessoa bebeu vários copos de água com o objetivo de diminuir a acidez 
estomacal provocada pelo etanol. 
Observe os valores das constantes de ionização do etanol e da água nas 
condições em que foram ingeridos: 
 
Substância Constante de ionização (K) 
etanol 10-16 
água 10-14 
 
Tendo em vista o caráter ácido-base do etanol e da água, indique se a opção de 
beber vários copos de água para amenizar a acidez estomacal foi adequada, 
justificando sua resposta. Em seguida, escreva a equação química que 
representa o equilíbrio ácido-base entre o etanol e a água. 
 
2 
 
 
 
 
3. (Fuvest 2010) Cloreto de nitrosila puro (NOC )l foi aquecido a 240 C em um 
recipiente fechado. No equilíbrio, a pressão total foi de 1,000 atm e a pressão 
parcial do NOCl foi de 0,640 atm. A equação a seguir representa o equilíbrio do 
sistema: 
 
2(g) (g) 2(g)2 NOC 2 NO Cl € l 
 
a) Calcule as pressões parciais do NO e do 2Cl no equilíbrio. 
b) Calcule a constante do equilíbrio. 
 
4. (Uerj 2010) O biodiesel, constituído basicamente por um éster, é obtido a partir 
da reação entre um triacilglicerol e um álcool. 
 
Analise o esquema: 
 
 
 
Industrialmente, para aumentar a produção de biodiesel, utiliza-se álcool em 
quantidade muito superior à proporção estequiométrica da reação. 
 
Com base no equilíbrio químico da reação, explique por que quantidades 
elevadas de álcool aumentam o rendimento do processo industrial. Indique, 
também, o nome oficial do éster que contém cinco átomos de carbono formado 
a partir do etanol. 
3 
 
 
 
 
5. (Fuvest 2007) Na produção de hidrogênio por via petroquímica, sobram 
traços de CO e CO2 nesse gás, o que impede sua aplicação em hidrogenações 
catalíticas, uma vez que CO é veneno de catalisador. Usando-se o próprio 
hidrogênio, essas impurezas são removidas, sendo transformadas em CH4 e 
H2O. Essas reações ocorrem a temperaturas elevadas, em que reagentes e 
produtos são gasosos, chegando a um equilíbrio de constante KI no caso do CO 
e a um equilíbrio de constante KII no caso do CO2. O gráfico traz a variação 
dessas constantes com a temperatura. 
 
 
 
a) Num experimento de laboratório, realizado a 460 °C, as pressões parciais de 
CO, H2, CH4 e H2O, eram, respectivamente, 4 × 10-5 atm; 2 atm; 0,4 atm; e 0,4 
atm. Verifique se o equilíbrio químico foi alcançado. Explique. 
b) As transformações de CO e CO2 em CH4 mais H2O são exotérmicas ou 
endotérmicas? Justifique sua resposta. 
c) Em qual das duas transformações, na de CO ou na de CO2, o calor 
desprendido ou absorvido é maior? Explique, em termos do módulo da 
quantidade de calor (│Q│) envolvida. 
 
6. (Uerj 2007) Em um experimento realizado em um reator fechado e na 
presença de um catalisador, sob condições controladas de temperatura e 
pressão, verificou-se a velocidade da seguinte reação: 
4 
 
 
 
N2(g) + 3H2(g) € 2NH3(g) 
 
Um cronômetro foi disparado no momento em que os reagentes foram postos 
em contato. Decorrido um determinado tempo T, foi atingido o estado de 
equilíbrio. A velocidade média da reação no período de tempo T foi igual a 0,10 
mol × L-1 × min-1. 
No estado de equilíbrio, as concentrações dos reagentes nitrogênio e hidrogênio 
eram, respectivamente, 1,0 × 10-2 mol × L-1 e 1,0 × 10-1 mol × L-1. 
Admita que a reação se comporte segundo a lei da ação das massas e que sua 
constante de equilíbrio seja igual a 6,4 × 102 mol-2 × L2. 
Determine o tempo decorrido, em minutos, entre o início da reação e o momento 
em que o estado de equilíbrio é atingido. Em seguida, explique a consequência 
da retirada do catalisador sobre o valor da constante de equilíbrio. 
 
7. (Unifesp 2017) Certo produto utilizado como “tira-ferrugem” contém solução 
aquosa de ácido oxálico, 2 2 4H C O , a 2% (m V). O ácido oxálico é um ácido diprótico 
e em suas soluções aquosas ocorrem duas reações de dissociação simultâneas, 
representadas pelas seguintes equações químicas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) Expresse a concentração de ácido oxálico no produto em g L e em mol L. 
b) Escreva a expressão da constante aK do equilíbrio global e calcule seu valor 
numérico a partir das constantes 
1a
K e 
2a
K . 
 
Dados: C 12; H 1; O 16.   
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
 
8. (Ufpr 2017) Numa atividade física intensa, as células do tecido muscular de 
um atleta demandam energia. Essa energia é armazenada na forma de 
moléculas de ATP (adenosina trifosfato) e pode ser obtida através da conversão 
de ATP em ADP (adenosina difosfato), conforme mostrado na equação (I). Essa 
reação em condição intracelular fornece uma energia livre de Gibbs 
0 1G 11,5 kcal mol .Δ   
A creatina 1(M 131g mol ) é um dos suplementos mais populares utilizados 
atualmente por atletas. A ingestão de creatina faz com que aumente a 
concentração de fosfocreatina dentro da célula do tecido muscular. A 
fosfocreatina reage com ADP, produzindo ATP através de uma reação 
enzimática, mostrada na equação de equilíbrio (II). 
 
 
 
a) Durante esforço físico intenso, o que acontece com a razão entre as 
concentrações [creatina] [fosfocreatina] dentro da célula do tecido muscular? 
b) Como se pode prever isso utilizando o Princípio de Le Châtelier? 
c) Qual é a quantidade de energia gerada através da hidrólise de ATP 
proveniente exclusivamente da ingestão de 3 g de creatina, admitindo-se que 
toda essa creatina é acumulada na forma de fosfocreatina nas células? (Utilize 
uma casa decimal nos cálculos) 
 
9. (Unicid - Medicina 2017) Considere os equilíbrios: 
 
1. 2(g) 2(g) 3(g)2 SO O 2 SO ƒ 
25Kc 9,9 10  a 25 C 
 
2. 2(g) 2(g) (g)O N 2 NO ƒ 
30Kc 4,0 10  a 25 C 
 
 
6 
 
 
 
 
 
a) Com base nos valores de Kc, informe a direção preferencial de cada um 
desses sistemas. 
b) A que fenômeno ambiental a equação 1 pode ser corretamente relacionada? 
Explique como ela participa da formação desse fenômeno. 
 
10. (Fuvest 2017) Uma das formas de se medir temperaturas em fase gasosa 
é por meio de reações com constantes de equilíbrio muito bem conhecidas, 
chamadas de reações-termômetro. Uma dessas reações, que ocorre entre o 
ânion tiofenolato e o 2,2,2-trifluoroetanol, está representada pela equação química 
 
 
 
Para essa reação, foram determinados os valores da constante de equilíbrio em 
duas temperaturas distintas. 
 
Temperatura (K) Constante de equilíbrio 
300 95,6 10 
500 37,4 10 
 
a) Essa reação é exotérmica ou endotérmica? Explique, utilizando os dados de 
constante de equilíbrio apresentados. 
b) Explique por que, no produto dessa reação, há uma forte interação entre o 
átomo de hidrogênio do álcool e o átomo de enxofre do ânion. 
 
7 
 
 
 
 
GABARITO COMENTADO 
 
Resposta da questão 1: 
 

2
c
2 2
[NO]
K
[N ] [O ]
 
Em condições ambientes: 
 
Kc = 5 x 10−31 e [NO] = 10−13, logo 
 

 

  
13 2
31
2 2
4
2 2
(10 )
5 10
[N ] [O ]
[N ] [O ] 2 10
 
 
Sob temperatura elevada: [NO] = 10−5 e [N2] × [O2] = 2 x 104, logo 

  

5 2
15
c 4
(10 )
K 5 10
2 10
 
 
Fórmulas estruturais planas das moléculasapolares presentes na equação: 
N N
O O


 
 
Resposta da questão 2: 
De acordo com a tabela, a água apresenta maior constante de ionização 
quando comparada com o etanol. Logo não foi uma boa opção beber vários 
copos desse composto. 
 
C2H5OH + H2O C2H5OH2+ + OH− 
 
Resposta da questão 3: 
 
a) Como a pressão parcial de um gás é diretamente proporciona ao seu número 
de mols, teremos: 
 
2(g)2 NOCl € (g)2 NO 2(g)C l 
n 0 0 
Gasta 
2x 
Forma 
2x 
Forma 
1x 
No final 
0,640 atm 
No final 
2x 
No final 
1x 
 
 
 
8 
 
 
 
Sabemos que: 
 
2NOC NO C total
P P P P ,  l l ou seja, 
2
NO
C
0,640 2x x 1,000
3x 0,360 x 0,120 atm
P 2x 2 0,120 atm 0,240 atm
P 1x 0,120 atm
  
  
   
 l
 
 
b) A constante de equilíbrio, em função da pressão, pode ser dada por: 
2
2
NO C
P 2
NOC
2
P P2
(P ) P
K
(P )
(0,240) 0,120
K 0,016875 K 0,017 atm
(0,640)



   
l
l 
 
Resposta da questão 4: 
O equilíbrio será deslocado para a direita com a adição de álcool (aumento 
de concentração), logo a concentração do éster aumentará e o rendimento do 
processo também. 
 
Nome oficial do éster: propanoato de etila. 
 
Resposta da questão 5: 
 
a) A 460 °C para KI = 500 atm-2, teremos: 
3H2(g) + CO(g) € CH4(g) + H2O(g) 
QI = (P(CH4) x P(H2O))/((P(H2))3 x P(CO)) 
QI = (0,4 x 0,4) / ((23) x 4 x 10-5) = 0,5 x 103= 500 atm2. 
Conclusão: QI = KI = 500 atm-2. O equilíbrio foi alcançado. 
 
b) São transformações exotérmicas, pois, de acordo com o gráfico, com a 
elevação da temperatura os valores de KI e de KII diminuem, ou seja, os 
produtos se formam em menor quantidade. 
 
c) Numa dada temperatura, de acordo com o gráfico, KI > KII. Isto significa que 
a variação de temperatura influencia mais o valor de KI do que o valor de KII. Ou 
seja, a reação I é mais exotérmica do que a reação II, logo, o calor liberado na 
 
 
9 
 
 
 
reação I é maior do que o calor liberado na reação II. Então QI > QII . Conclusão, 
a reação I libera maior quantidade de calor. 
 
Resposta da questão 6: 
 
KC = [NH3]/([N2][H2]3) 
 
[NH3] = -464 x 10 = 8,0 x 102 mol x L1 
V(média) = ∆[NH3]/(2 x ∆t) 
∆t = ∆[NH3]/(2 x V(média)) = (8,0 x 102)/(2 x 0,10) = 0,4 min. 
∆t = 0,4 min. 
 
Não há alteração do valor numérico da constante de equilíbrio, já que o 
efeito do catalisador seria apenas sobre a velocidade do processo, não afetando 
o equilíbrio. 
 
Resposta da questão 7: 
 
 a) Cálculo da concentração de ácido oxálico no produto em g L e em mol L : 
2 2 4
3 1
2 2 4
Ácido
oxálico
H C O 1
2 2 4
2 g 2 g 2 g
2% (m V) 2 g L
100 mL 100 10 L 10 L
H C O 90
m 2 g
n 0,22 mol
M 90 g mol
[H C O ] 0,22 mol L
 

   


  


14 2 43
 
 
b) Expressão da constante aK do equilíbrio global: 
2 2
2 4
Global
2 2 4
[C O ][H ]
K
[H C O ]
 
 
 
A constante de equilíbrio da reação global pode ser obtida a partir do 
produto das constantes de equilíbrio das etapas. 
 
 
 
10 
 
 
 
1
2
2 4
2 2 4(aq) 2 4(aq) (aq) a
2 2 4
2
2 2 4
2 4(aq) 2 4(aq) (aq) a
2 4
Global 2
2 2 4(aq) 2 4(aq) (aq)
2 2
2 4
Global
2 2 4
2 4
[HC O ][H ]
H C O HC O H K
[H C O ]
[C O ][H ]
HC O C O H K
[HC O ]
H C O C O 2 H
[C O ][H ]
K
[H C O ]
[HC O ]
 
 
 
  

 
 

 
 
 

€
€
a1
2
2 4
2 2 4 2 4
K
[H ] [C O ][H ]
[H C O ] [HC O ]
  


1 4 4 2 4 43
Global
a2
1 2
2 2
2 4
2 2 4
K
K
Global a a
2 2 3
Global
[C O ][H ]
[H C O ]
K K K
K 5,9 10 6,4 10 3,776 10
 
  

 
     
1 4 4 2 4 43
1 44 2 4 43
¨ 
 
Observação: a constante da segunda etapa de ionização é 56,4 10 . Porém, o 
erro de digitação no enunciado original não impediu a resolução da questão. 
 
Resposta da questão 8: 
 
a) A razão entre as concentrações [creatina] [fosfocreatina] dentro da célula do 
tecido muscular aumenta. 
 
b) De acordo com o enunciado da questão numa atividade física intensa, as 
células do tecido muscular de um atleta demandam energia. Essa energia é 
armazenada na forma de moléculas de ATP (adenosina trifosfato) e pode ser 
obtida através da conversão de ATP em ADP (adenosina difosfato), conforme 
mostrado na equação (I). 
De acordo com o Princípio de Le Châtelier o equilíbrio (II) desloca para a direita 
devido à produção de ADP descrito na reação (I). 
 
{
{
Conversão de ATP em ADP 2
2 4
Pr oduzido
4 10 3 5 4 9 3 2
Desloca
Aumenta
Fosfocreatina Creatinapara a
direita
4 9 3 2
4 10 3 5
ATP H O ADP HPO H (I)
C H N O P ADP H C H N O ATP (II)
[C H N O ]
[C H N O P]
 

   
  

1 44 2 4 43 1 4 2 4 3
A razão aumenta.



 
 
11 
 
 
 
 
c) Cálculo da quantidade de energia gerada através da hidrólise de ATP 
proveniente exclusivamente da ingestão de 3 g de creatina: 
0 1
1
creatina
G 11,5 kcal mol
M 131g mol
131g de creatina
Δ 

  
 
11,5 kcal
3 g de creatina

E
E 0,26633587 kcal
E 0,3 kcal


 
 
Resposta da questão 9: 
 
a) Kc alto indica deslocamento para o lado dos produtos, pois o Kc é diretamente 
proporcional a  3SO . Kc baixo alto indica deslocamento para o lado dos 
reagentes, pois o Kc é inversamente proporcional a  2O e  2N . 
 
b) A formação da chuva ácida. A reação que dá origem ao fenômeno será: 
 
(s) 2(g) 2(g)
2(g) 2(g) 3(g)
3(g) 2 ( ) 2 4(aq)
(s) 2(g) 2 ( ) 2 4(aq)
2S 2O 2SO
2SO O 2 SO
2SO 2H O 2H SO
2S 3O 2H O 2H SO



 
l
l
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
 
 
Resposta da questão 10: 
 
a) A partir dos dados fornecidos na tabela: 
 
Temperatura 
(K) 
Constante de 
equilíbrio 
300 95,6 10 
500 37,4 10 
 
equilíbrio
[P]
K (reação direta)
[R]
[P] [R] direita (maior valor da constante de equilíbrio)
[P] [R] esquerda (menor valor da constante de equilíbrio)

 
 
 
 
Verifica-se que a constante de equilíbrio diminui   9 3(5,6 10 7,4 10 ) com a 
elevação da temperatura (300 K 500 K).  
 
12 
 
 
 
 
Conclusão: o rendimento da reação direta diminui com a elevação da 
temperatura, consequentemente, trata-se de um processo exotérmico. 
 
b) A forte interação entre o átomo de hidrogênio do álcool e o átomo de enxofre 
do ânion se deve ao fato de ocorrer uma interação do tipo dipolo-ânion, ou seja, 
o átomo de hidrogênio ligado ao oxigênio “se comporta” com um próton (está 
polarizado; (O H))
δ δ 
 e atrai o par de elétrons presente no átomo de enxofre 
presente no ânion.

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