TURMA EMESCAM - QUÍMICA – 1º SEMESTRE
Prof. Borges
DISCURSIVAS - DESCOLAMENTO DE EQUILÍBRIO
1. (Ufpr) As moléculas de triacilglicerol são diferenciadas em função das cadeias carbônicas oriundas dos
ácidos graxos que sofreram condensação por esterificação com os grupos álcool da molécula de
glicerol (propano-1,2,3-triol). Os principais ácidos graxos apresentam cadeias não ramificadas e número
par de átomos de carbono, podendo ser saturados ou insaturados. Em função da presença de uma
insaturação entre átomos de carbono, tem-se a possibilidade de ocorrência dos dois isômeros
geométricos: cis e trans. O isômero trans é mais estável que o cis. A principal fonte de ácidos graxos
trans é a hidrogenação parcial de óleos vegetais (triacilglicerol) usados na produção de margarina e
gordura hidrogenada, conforme a equação de equilíbrio indicada abaixo. O mecanismo da reação
envolve a adição da molécula de hidrogênio à dupla ligação, mediada pelo catalisador, e formação de
uma ligação saturada entre átomos de carbono.
Ácido graxo insaturado + H2
Ácido graxo saturado
a) A partir das informações fornecidas acima e utilizando o Princípio de Le Châtelier, que condição garante
um maior rendimento da reação de hidrogenação?
b) Considerando que no início de uma reação são empregados apenas ácidos graxos de origem vegetal
nos quais apenas a forma cis está presente, por que, ao final da reação, há a presença de
gordura trans?
2. (Unifesp) O metabolismo humano utiliza diversos tampões. No plasma sanguíneo, o principal deles é o
equilíbrio entre ácido carbônico e íon bicarbonato, representado na equação:
CO2 (g) + H2O (ℓ)
H2CO3 (aq)
+
H (aq) +
HCO3
(aq)
A razão [ H C O 3 ] / [H2CO3] é 20/1.
Considere duas situações:
I.
No indivíduo que se excede na prática de exercícios físicos, ocorre o acúmulo de ácido lático, que se
difunde rapidamente para o sangue, produzindo cansaço e cãibras.
II.
O aumento da quantidade de ar que ventila os pulmões é conhecido por hiperventilação, que tem
como consequência metabólica a hipocapnia, diminuição da concentração de gás carbônico
no sangue.
a) O que ocorre com a razão [ H C O 3 ] / [H2CO3] no plasma sanguíneo do indivíduo que se excedeu na
prática de exercícios físicos? Justifique.
b) O que ocorre com o pH do sangue do indivíduo que apresenta hipocapnia? Justifique.
3. (Unicamp) Um estudo divulgado na Revista no 156 mostra as possíveis consequências da ingestão de
pastas dentárias por crianças entre 11 meses e 7 anos de idade. A proposta dos pesquisadores é uma
pasta que libere pouco fluoreto, e isso é obtido com a diminuição de seu pH. O excesso de fluoreto
pode provocar a fluorose, uma doença que deixa manchas esbranquiçadas ou opacas nos dentes em
formação, por reação com a hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2], um sólido presente nas camadas
superficiais dos dentes. Nos casos mais graves, essa doença provoca porosidade nos dentes, o que
facilita fraturas dos dentes e a absorção de corantes de alimentos.
a) Escolha um íon da hidroxiapatita que pode ser substituído pelo fluoreto. Faça a substituição indicando o
nome do íon substituído e a respectiva fórmula da substância formada.
2+
3b) Considere que no equilíbrio de solubilidade, a hidroxiapatita libere os íons Ca , PO4 , OH para o meio
aquoso próximo à superfície dos dentes. Levando em conta apenas o fator pH do dentifrício, a dissolução
da hidroxiapatita seria favorecida, dificultada ou não sofreria alteração com a proposta dos
pesquisadores? Justifique.
4. (Uff) Considere a reação exotérmica de formação do trióxido de enxofre, a partir do dióxido:
2SO2(g) + O2(g)
A 900 K, Kp = 40,5 atm-1 e ΔH = -198 kJ.
1
2SO3(g)
a) escreva a expressão de equilíbrio para essa reação;
b) será o valor da constante de equilíbrio para essa reação, em temperatura ambiente (300 K), maior, menor
ou igual ao valor da constante de equilíbrio a 900 K? Justifique sua resposta;
c) se, enquanto a temperatura é mantida constante, uma quantidade a mais de O 2, é adicionada ao
recipiente que contém os três gases em estado de equilíbrio, irá o número de mols de SO 2 aumentar,
diminuir ou permanecer o mesmo?
d) qual o efeito causado ao sistema, quando se adiciona 1,0 mol de He(g) ao recipiente que contém os três
gases em equilíbrio à temperatura constante?
5. (Uerj) 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.
6. (Ufc) Considere uma solução aquosa de ácido acético, de concentração qualquer. Com a temperatura
constante, se em determinado volume desta solução for adicionado acetato de sódio, irá ocorrer um
deslocamento do equilíbrio químico. Com base nessas informações, responda o que se pede a seguir.
a) Em que sentido este equilíbrio químico será deslocado?
b) Justifique sua resposta ao item A em termos de constante de equilíbrio (Ka).
7. (Ufrj) O gráfico a seguir representa a solubilidade de CO 2 na água em diferentes temperaturas.
2
Após a dissolução, o CO2 reage com a água segundo a equação:
CO2 + H2O
H2CO3
-
HCO3 + H
+
°
a) Determine a molaridade de uma solução saturada de CO2 em água a 10 C.
b) Explique o efeito do aumento de temperatura na concentração de CO 2 dissolvido e no pH do sistema.
8. (Unesp) Dois fatores que podem alterar o pH sanguíneo são: a intensidade da respiração (quanto maior
a intensidade, menor o teor de CO2 no sangue) e o teor de bicarbonato na urina (quanto maior o teor de
bicarbonato na urina, maior a diminuição de sua concentração no sangue).
Considerando a equação química:
CO2(g) + H2O(ℓ)
H2CO3(aq)
H (aq) + HCO 3– (aq)
+
Quais os efeitos do aumento da intensidade da respiração e do aumento do teor em bicarbonato na
urina sobre os valores do pH sanguíneo?
9. (Unicamp) Na alta atmosfera ou em laboratório, sob a ação de radiações eletromagnéticas (ultravioleta, ondas de rádio, etc.), o ozônio é formado através da reação endotérmica:
3 O2
2 O3
a) O aumento da temperatura favorece ou dificulta a formação do ozônio?
b) E o aumento da pressão?
Justifique as respostas.
10. (Unesp) A formação de uma solução saturada, a partir da dissolução de um composto sólido em um
líquido, envolve um equilíbrio do tipo:
composto sólido
composto dissolvido
O processo de dissolução pode envolver desprendimento ou absorção de calor. A dissolução de K 2SO4
em água ocorre com absorção de calor, enquanto que a dissolução de CaSO 4 ocorre com
desprendimento de calor.
O que acontecerá com as solubilidades de K2SO4 e CaSO4 se for fornecido calor às suas respectivas
soluções saturadas? Justifique a resposta.
11. (Unicamp) Num determinado ambiente encontrava-se um frasco fechado contendo os gases
NO2(castanho) e N2O4(incolor), que apresentam o equilíbrio assim equacionado:
2NO2(g)
N2O4(g);
∆H < 0
(H= entalpia e ∆H < 0 significa reação exotérmica)
Esse frasco, a seguir, foi colocado num segundo ambiente, observando-se uma diminuição da
coloração castanha.
a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio em função das pressões parciais dos gases envolvidos.
b) O que se pode afirmar com relação às temperaturas dos dois ambientes em que esteve o frasco?
Justifique sua afirmação.
12. (Unesp) Há dois sistemas gasosos em equilíbrio, cujas constantes de equilíbrio são dadas pelas
expressões (I) e (II) a seguir:
Nessas condições:
a) Escreva a equação química para cada um dos sistemas em equilíbrio.
b) Qual será o efeito do aumento de pressão sobre cada um dos sistemas? Justifique.
3
13. (Unesp) Considerar o equilíbrio
Fe3O4(s) + 4H2(g)
3Fe(s) + 4H2O(g)
°
a 150 C em recipiente fechado.
Escrever a expressão da constante de equilíbrio da reação.
Prever, justificando, qual será o efeito da adição ao sistema em equilíbrio de:
a) mais H2(g);
b) mais Fe(s);
c) um catalisador.
14. (Unesp) Para a reação em equilíbrio:
PCℓ3(g) + Cℓ2(g)
PCℓ5(g)
dizer qual é o efeito de cada um dos seguintes fatores sobre o equilíbrio inicial:
a)
b)
c)
d)
adição de PCℓ3;
remoção de Cℓ2;
adição de catalisador;
diminuição do volume do recipiente.
Justificar respostas.
15. (Unesp) Os ésteres, em geral, têm cheiro de fruta. O acetato de n-pentila cheira banana e pode ser
obtido a partir de ácido acético (ácido etanoico) e n-pentanol, através de uma reação de equilíbrio,
catalisada por ácido sulfúrico.
a) Escrever a equação da reação de obtenção de acetato de n-pentila.
b) Indicar dois fatores que aumentam o rendimento da reação e justificar.
GABARITO:
Resposta da questão 1:
a) De acordo com o princípio de Le Châtelier a produção de ácido graxo é intensificada com o deslocamento
do equilíbrio para a direita, ou seja, pela adição de H 2 .
b) Como o isômero trans é mais estável do que o cis, no final da reação é encontrada gordura trans.
Resposta da questão 2:
a) Quando o indivíduo se excede na prática de exercícios físicos a concentração de CO 2 no sangue diminui
+
e a concentração de ácido lático aumenta, ou seja, teremos mais H e menos CO2, consequentemente o
equilíbrio
CO2 (g) + H2O (ℓ)
H2CO3 (aq)
+
H (aq) +
HCO3
(aq)
-
deslocará para a esquerda e a concentração do HCO3 diminuirá.
-
A razão [HCO3 ]/[H2CO3] será menor do que 20/1, já que o numerador da fração apresentará um valor
menor.
b) Como o equilíbrio citado sofrerá um deslocamento para a esquerda, com a hipocapnia a concentração de
+
H sofrerá uma diminuição.
+
Sabemos que pH = - log[H ].
Conclusão: o valor do pH do sangue do indivíduo irá aumentar.
Resposta da questão 3:
a) O íon hidróxido (OH ) pode ser substituído pelo íon fluoreto (F ):
Ca10(PO4)6(OH)2 + 2F
-
Ca10(PO4)6(F)2 + 2OH
-
4
A fórmula da substância formada será dada por: Ca10(PO4)6(F)2.
b) A proposta dos pesquisadores é uma pasta que libere pouco fluoreto, e isso é obtido com a diminuição
de seu pH. O excesso de fluoreto pode provocar a fluorose, uma doença que deixa manchas
esbranquiçadas ou opacas nos dentes em formação, por reação com a hidroxiapatita [Ca 10(PO4)6(OH)2],
um sólido presente nas camadas superficiais dos dentes.
2+
3-
-
No equilíbrio de solubilidade, a hidroxiapatita libera os íons Ca , PO4 , OH para o meio aquoso próximo
à superfície dos dentes:
Ca10(PO4)6(OH)2
10Ca
2+
3-
+ 6PO4 + 2OH
-
Com a diminuição do pH, a acidez aumenta e o equilíbrio desloca no sentido de consumir os ânions
hidróxido, ou seja, para a direita. A dissolução da hidroxiapatita seria favorecida com a proposta dos
pesquisadores.
Resposta da questão 4:
a) A expressão da constante de equilíbrio para essa reação, em função das pressões parciais, será dada
por:
KP
(P S O )
2
3
2
(P S O ) .P O
2
2
b) Como o valor da variação de entalpia (ΔH = -198 kJ) é negativo, a reação no sentido direto é exotérmica.
Consequentemente, com a diminuição da temperatura para 300 K o equilíbrio deslocará para a direita, no
sentido da liberação de energia, com isso o valor da constante aumentará, já que o numerador da
expressão matemática fornecida no item a também aumentará.
c) Com a adição de O2 (reagente da reação direta) ocorrerá um aumento na velocidade neste sentido, logo
o equilíbrio será deslocado para a direita e o número de mols de SO2 irá diminuir.
d) Como o gás hélio (He(g)) não é reagente, nem produto de nenhuma reação (direta ou inversa), o equilíbrio
não será deslocado.
Resposta da questão 5:
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 6:
a) Considerando uma solução aquosa de ácido acético, de concentração qualquer, teremos o seguinte
equilíbrio químico:
+
–
+
–
+
–
H3CCOOH
H + H3CCOO
–
Se adicionarmos acetato de sódio (H3CCOONa) a concentração de ânions acetato (H3CCOO ) aumentará e
o equilíbrio será deslocado para a esquerda, pois a velocidade da reação inversa será maior do que a
direta.
H3CCOOH
H + H3CCOO
(acetato)
(deslocamento)
b) A reação reversível
H3CCOOH
H + H3CCOO
terá a seguinte constante de equilíbrio (Ka):
Ka
[H ] .[H 3 C C O O ]
[H 3 C C O O H]
Como o acetato de sódio sofre dissociação iônica:
5
+
–
H3CCOONa
Na + H3CCOO
–
a concentração dos ânions acetato (H3CCOO ) aumenta. Para o quociente (Ka) permanecer constante, a
concentração do ácido acético (H3CCOOH) deverá aumentar, ou seja, o equilíbrio será deslocado para a
esquerda:
Ka
[H ] .[H 3 C C O O ]
[H 3 C C O O H]
Resposta da questão 7:
a) M = 0,05 mol/L.
b) Com o aumento da temperatura, a concentração de CO2 no sistema diminui, deslocando o equilíbrio para
+
a esquerda. Como consequência, a concentração de H diminui, aumentando o pH do meio.
Resposta da questão 8:
A partir da análise do equilíbrio dado:
CO2(g) + H2O(ℓ)
H2CO3(aq)
+
H (aq) + HCO3(aq)
De acordo com o texto quanto maior a intensidade da respiração menor o teor de CO 2 no sangue, isto
significa que, de acordo com o princípio de Lê Chatelier, o equilíbrio anterior desloca para a esquerda no
+
+
sentido do consumo de H , logo concluímos que a concentração de H diminui e o pH aumenta.
Quanto maior o teor de bicarbonato na urina, menor sua concentração no sangue, consequentemente o
equilíbrio dado se desloca no sentido da reposição deste ânion, ou seja, para a direita. Com isso a
+
concentração de H no sangue aumenta e o pH diminui.
Resposta da questão 9:
a) Favorece
reação endotérmica
b) Favorece
contração volumétrica.
Resposta da questão 10:
O fornecimento de calor a uma solução saturada, onde existe um equilíbrio de solubilidade, favorece o
mecanismo endotérmico. O acréscimo de calor aumenta a solubilidade de K 2SO4 e diminui a solubilidade do
CaSO4, baseado no Princípio de Le Chatelier.
Resposta da questão 11:
2
a) Kp = P N2O4/P NO2
b) No primeiro ambiente a temperatura era maior.
Resposta da questão 12:
a) I) 4HCℓ(g) + O2(g)
2H2O(g) + 2Cℓ2(g)
II) CS2(g) + 4H2(g)
CH4(g) + 2H2S(g)
b) Deslocará para a direita, pois com o aumento da pressão o equilíbrio desloca no sentido da contração do
volume.
Resposta da questão 13:
4
4
K = [H2O] /[H]
a) Direita, Princípio de Le Chatelier.
b) Nenhum, Fe no estado sólido.
c) Não desloca equilíbrio, apenas faz com que o equilíbrio seja atingido mais rapidamente.
Resposta da questão 14:
a) Desloca o equilíbrio para a direita.
b) Desloca o equilíbrio para a esquerda.
c) Não desloca o equilíbrio.
d) Desloca o equilíbrio para a direita "Princípio de Le Chatelier".
6
Resposta da questão 15:
a) Observe a figura a seguir:
b) - Aumento da concentração de ácido etanoico.
- Aumento da concentração de n-pentanol.
7