Resolução ITA 1997 Química

07 ITA 1997 - Química

A constante de equilíbrio da reação $H X_{2} O (g) + C ℓ X_{2} O (g) 2 HOC ℓ (g)$ a $2 5^{\circ} C$ , é $K_{c} = K_{p} = 0, 0900$ .

Recipientes fechados, numerados de I até IV, e mantidos natemperatura de $2 5^{\circ} C$ , contêm somente as três espécies químicas gasosas envolvidas na reação acima. Imediatamente após cada recipiente ter sido fechado, as pressões e/ou as quantidades de cada uma destas substâncias, em cada um dos recipientes, são

I- $5 mm H g$ de $H X_{2} O (g)$ ; $400 mm H g$ de $C ℓ 2 O (g)$ e $10 mm H g$ de $HOC ℓ (g)$ .
II- $10 mm H g$ de $H X_{2} O (g)$ ; $200 mm H g$ de $C ℓ 2 O (g)$ e $10 mm H g$ de $HOC ℓ (g)$ .
III- $1, 0$ mol de $H X_{2} O (g)$ ; $0.080$ mols de $C ℓ 2 O (g)$ e $0, 0080$ mols de $HOC ℓ (g)$ .
IV- $0, 50$ mols de $H X_{2} O (g)$ ; $0, 0010$ mols de $C ℓ 2 O (g)$ e $0.20$ mols de $HOC ℓ (g)$ .

É correto afirmar que:

Todos os recipientes contêm misturas gasosas em equilíbrio químico.

Todos os recipientes não contêm misturas gasosas em equilíbrio químico e, em todos eles o avanço da reação se dá no sentido da esquerda para direita.

A mistura gasosa do recipiente III não está em equilíbrio químico e a reação avança no sentido da esquerda para a direita.

A mistura gasosa do recipiente IV não está em equilíbrio químico e a reação avança no sentido da esquerda para a direita.

As misturas gasosas dos recipientes I e II não estão em equilíbrio químico e as reações avançam no sentido da direita para a esquerda.

ITA IIIT 10/06/2022 12:47

A priori, é evidente que todos os fracos apresentam grande excesso em algum dos componentes, logo, entende-se que nenhum deles estará em equilíbrio no momento inicial. Nesse viés, a questão requer apenas a análise da expressão da lei da ação das massas $(Q)$, assim, analisemos cada caso: $• \ \text{Recipiente I:}$ $\color{royalblue}{\text{Esquerda $\rightarrow$ Direita}}$ \begin{matrix} Q = {{ \dfrac{(P_{HOCl})^2}{(P_{H_2O}) \cdot (P_{Cl_2O})} }} &\Rightarrow& Q = {{\dfrac{(10)^2}{(5) \cdot (400)}}} = 0,05 &\therefore& Q < K_p \end{matrix}Como a lei de ação das massas é menor que a constante de equilíbrio, entende-se que há maior concentração a esquerda - isso relativo ao equilíbrio. Desse modo, o equilíbrio avança da esquerda para direita, a fim de aumentar a concentração de $HOCl$, e assim estabelecer o equilíbrio. $• \ \text{Recipiente II:}$ $\color{royalblue}{\text{Esquerda $\rightarrow$ Direita}}$ \begin{matrix} Q = {{ \dfrac{(P_{HOCl})^2}{(P_{H_2O}) \cdot (P_{Cl_2O})} }} &\Rightarrow& Q = {{\dfrac{(10)^2}{(10) \cdot (200)}}} = 0,05 &\therefore& Q < K_p \end{matrix}O raciocínio é análogo ao anterior. $• \ \text{Recipiente III:}$ $\color{royalblue}{\text{Esquerda $\rightarrow$ Direita}}$ \begin{matrix} Q = {{ \dfrac{[{HOCl}]^2}{[{H_2O}] \cdot [{Cl_2O}]} }} &\Rightarrow& Q = {{\dfrac{(0,008)^2}{(1) \cdot (0,08)}}} = 0,0008 &\therefore& Q < K_c \end{matrix} $• \ \text{Recipiente IV:}$ $\color{royalblue}{\text{Esquerda $\leftarrow$ Direita}}$ \begin{matrix} Q = {{ \dfrac{[{HOCl}]^2}{[{H_2O}] \cdot [{Cl_2O}]} }} &\Rightarrow& Q = {{\dfrac{(0,20)^2}{(0,5) \cdot (0,001)}}} = 80 &\therefore& Q > K_c \end{matrix}Neste caso acontece o contrário, a concentração de $HClO$ é relativamente maior, assim, o equilíbrio se desloca para direita, a fim de estabelecer o equilíbrio químico.\begin{matrix} Letra \ (C) \end{matrix}

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