Questões de Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH da PISM
10 questões oficiais da PISM sobre Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH, de 2017 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 7 fáceis, 3 médias.
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Durante a síntese da amônia pelo processo de Haber-Bosch, utiliza-se um catalisador metálico para acelerar a reação entre nitrogênio e hidrogênio.
N2 (g) + 3 H2 (g) ⇌ 2 NH3 (g) ΔH < 0
Considerando as teorias sobre equilíbrio químico, é CORRETO afirmar que o catalisador
A
acelera a reação direta e retarda a reação inversa, favorecendo a formação de produtos.
B
aumenta a velocidade de ambas as reações (direta e inversa), sem alterar a posição do equilíbrio.
C
consome parte dos reagentes, promovendo um novo equilíbrio mais favorável aos produtos.
D
desloca o equilíbrio químico para o lado que libera calor, aumentando o rendimento da reação.
E
diminui a energia dos reagentes e, por isso, aumenta a formação dos produtos.
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Gabarito: B
O catalisador oferece um caminho de reação com menor energia de ativação. Esse caminho serve para os dois sentidos: a reação direta e a inversa ficam mais rápidas na mesma proporção.
Resultado: o equilíbrio é atingido mais depressa, mas a constante de equilíbrio e as quantidades finais de N2, H2 e NH3não mudam.
A: o catalisador não retarda a reação inversa.
C: ele não é consumido.
D: deslocar para o lado exotérmico é efeito de baixar a temperatura, não do catalisador.
E: ele não altera a energia dos reagentes, só a do complexo ativado.
Resposta: B
Dica: catalisador muda a velocidade, nunca o rendimento de equilíbrio.
A hidroxiapatita [Ca5(PO4)3(OH)] é uma substância que compõe o esmalte dos dentes. Na boca, ocorrem os processos de desmineralização e remineralização da hidroxiapatita simultaneamente. A equação química, a seguir, apresenta esses processos, sendo a desmineralização representada pela reação direta e a remineralização pela reação inversa.
O esmalte dos dentes será preservado quando houver
A
aumento da basicidade do meio em que ocorre a reação.
B
diminuição da concentração de íons Ca2+.
C
manutenção do equilíbrio pela retirada contínua dos íons.
D
neutralização do íon OH−, tornando o meio mais básico.
E
redução do pH da boca, tornando a saliva mais ácida.
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Gabarito: A
O esmalte é preservado quando o equilíbrio se desloca para a esquerda (remineralização).
Pelo princípio de Le Chatelier, aumentar a concentração de um produto desloca o equilíbrio no sentido de consumi-lo. Num meio mais básico, há mais OH−: o sistema reage formando hidroxiapatita sólida. Por isso a A está correta.
B: retirar Ca2+ desloca o equilíbrio para a direita: mais desmineralização.
C: retirar íons continuamente também puxa o equilíbrio para a direita, dissolvendo o esmalte.
D: neutralizar OH− (com H+) diminui sua concentração e torna o meio mais ácido, não mais básico; o equilíbrio vai para a direita.
E: pH baixo (meio ácido) consome OH−: é assim que ácidos de bactérias e alimentos causam cáries.
Resposta: A
Dica: no equilíbrio, retirar um produto puxa a reação para a direita; acrescentar um produto empurra para a esquerda.
No contexto de ácidos e bases de acordo com a teoria de Brönsted-Lowry, organize os seguintes compostos em ordem decrescente de acidez baseada na sua constante de dissociação.
1: ácido acético — Ka = 1,6 × 10-5
2: fenol — Ka = 1,0 × 10-10
3: água — Ka = 1,8 × 10-16
4: 2-cloroetanol — Ka = 5,0 × 10-15
5: ácido tricloroacético — Ka = 2,2 × 10-1
A
3, 4, 2, 1, 5
B
4, 3, 2, 1, 5
C
5, 1, 4, 3, 2
D
5, 1, 2, 4, 3
E
5, 2, 4, 3, 1
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Gabarito: D
Quanto maior o Ka, mais o composto se ioniza e mais ácido ele é. Basta ordenar os Ka do maior para o menor, comparando primeiro os expoentes:
5: 2,2 × 10-1 (o maior)
1: 1,6 × 10-5
2: 1,0 × 10-10
4: 5,0 × 10-15
3: 1,8 × 10-16 (o menor)
Ordem decrescente: 5, 1, 2, 4, 3.
A química confirma: os três cloros puxam elétrons e estabilizam o ânion, por isso o ácido tricloroacético é muito mais forte que o acético; o fenol é mais ácido que um álcool porque o fenóxido é estabilizado por ressonância.
Resposta: D
Por que as outras atraem: A e B estão em ordem crescente. Em C, 4 vem antes de 2, mas 10-15 é menor que 10-10.
Dica: com potências de 10 negativas, o expoente "menos negativo" é o maior número.
O ácido clorídrico e o hidróxido de sódio, ambos os compostos comercializados com os nomes de ácido muriático e soda cáustica, respectivamente, podem reagir entre si quando em solução aquosa, formando um sal e água, numa reação de neutralização, como descrito abaixo:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ΔH < 0
A partir da reação de neutralização, assinale a alternativa CORRETA.
A
A reação direta é endotérmica, com liberação de energia.
B
A diminuição da temperatura favorece a reação direta.
C
O aumento da concentração de NaCl(aq) favorecerá a reação direta.
D
A diminuição da concentração de HCl(aq) favorece a reação direta.
E
O aumento da temperatura aumentará também o valor da constante de equilíbrio.
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Gabarito: B
A neutralização tem ΔH < 0: é exotérmica, libera calor.
Pelo princípio de Le Chatelier, diminuir a temperatura favorece o sentido que libera calor, isto é, a reação direta.
Resposta: B.
Por que as outras não servem: - A: reação com liberação de energia é exotérmica, não endotérmica. - C: aumentar um produto (NaCl) desloca o equilíbrio para os reagentes. - D: tirar reagente (HCl) também desloca para os reagentes. - E: em reação exotérmica, aquecer diminui a constante de equilíbrio.
Dica: trate o calor como um "produto" da reação exotérmica: tirar calor (esfriar) puxa o equilíbrio para a direita.
