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Questão — Durante a síntese industrial do tetracloreto de titânio (TiCl4) a partir do dióxido de titânio (TiO2) e cloro gasoso, a reação em equilíbrio químico…

DIMVS 2026

Difícil Referência ENEM - 2025 - Questão 117

Durante a síntese industrial do tetracloreto de titânio (TiCl4) a partir do dióxido de titânio (TiO2) e cloro gasoso, a reação em equilíbrio químico é: TiO2(s) + 2Cl2(g) ⇌ TiCl4(g) + O2(g). Considerando que o processo ocorre a temperatura constante e que é possível manipular o volume do reator e as quantidades dos gases presentes, analise as alternativas para identificar qual delas representaria uma estratégia eficaz para aumentar a produção de TiCl4, sem alterar diretamente a concentração de Cl2.

Qual alternativa apresenta a condição adequada para aumentar a produção de TiCl4 nesse contexto?

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Resolução

Resposta correta: Letra C — Remover continuamente TiCl4 conforme ele é formado, promovendo o deslocamento do equilíbrio para a produção de mais tetracloreto de titânio.

A questão aborda o equilíbrio químico na síntese do tetracloreto de titânio (TiCl4) a partir de dióxido de titânio (TiO2) e cloro gasoso (Cl2), com a reação: TiO2(s) + 2Cl2(g) \leftrightarrow TiCl4(g) + O2(g). O objetivo é identificar uma estratégia eficaz para aumentar a produção de TiCl4 sem alterar diretamente a concentração de Cl2. Para resolver, é necessário aplicar o Princípio de Le Chatelier, que prevê como o sistema em equilíbrio responde a perturbações. Como TiO2 é sólido, sua quantidade não afeta o equilíbrio. A manipulação dos produtos ou reagentes gasosos, ou a remoção de produtos, pode deslocar o equilíbrio. Remover continuamente TiCl4 reduz sua concentração, fazendo o equilíbrio se deslocar para a direita (formação de mais produto), aumentando a produção de TiCl4. As demais alternativas ou não afetam o equilíbrio de forma favorável ou apresentam interpretações incorretas do princípio.

Comentários por alternativa

  1. A Adicionar oxigênio (O2) ao sistema para aumentar a pressão parcial do produto e favorecer a reação direta.
    Adicionar O2 ao sistema aumenta a concentração de um produto, o que, segundo o Princípio de Le Chatelier, desloca o equilíbrio para a esquerda, reduzindo a produção de TiCl4. Portanto, essa estratégia é contraproducente.
  2. B Reduzir o volume do recipiente para deslocar o equilíbrio para o lado com menor número de mols gasosos, aumentando assim a formação de TiCl4.
    Reduzir o volume do recipiente aumenta a pressão total, mas como há o mesmo número de mols gasosos nos reagentes (2 mols de Cl2) e nos produtos (1 mol de TiCl4 + 1 mol de O2 = 2 mols), não há deslocamento do equilíbrio. Logo, não aumenta a produção de TiCl4.
  3. C Remover continuamente TiCl4 conforme ele é formado, promovendo o deslocamento do equilíbrio para a produção de mais tetracloreto de titânio.
    Remover continuamente TiCl4 diminui sua concentração no sistema. Pelo Princípio de Le Chatelier, o equilíbrio se desloca para a direita, favorecendo a formação de mais TiCl4 para repor o que foi removido. Assim, essa é a estratégia correta para aumentar sua produção.
  4. D Diminuir a quantidade de TiO2 sólido, provocando maior consumo dos reagentes gasosos para manter o equilíbrio e aumentando a produção de TiCl4.
    Diminuir a quantidade de TiO2 sólido não afeta o equilíbrio, pois a concentração de sólidos puros não entra na expressão da constante de equilíbrio. Portanto, essa ação não influencia a produção de TiCl4.
  5. E Pressurizar o sistema com nitrogênio (N2), um gás inerte, elevando a pressão total sem alterar as pressões parciais dos gases envolvidos no equilíbrio.
    Pressurizar o sistema com N2, um gás inerte, aumenta a pressão total, mas não altera as pressões parciais dos gases envolvidos na reação. Assim, não há deslocamento do equilíbrio nem aumento na produção de TiCl4.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7
1. O que diz o Princípio de Le Chatelier sobre perturbações em um sistema em equilíbrio?
O Princípio de Le Chatelier afirma que, ao sofrer uma perturbação, o sistema em equilíbrio se ajusta para minimizar essa perturbação e restabelecer o equilíbrio.
2. Como a remoção de um produto gasoso afeta o equilíbrio químico?
A remoção de um produto gasoso desloca o equilíbrio para a direita, favorecendo a formação de mais produto.
3. Por que a quantidade de sólidos não influencia o equilíbrio químico?
Sólidos puros não entram na expressão da constante de equilíbrio, pois sua concentração é considerada constante.
4. O que ocorre ao adicionar um produto a um sistema em equilíbrio?
Adicionar um produto desloca o equilíbrio para o lado dos reagentes, reduzindo a formação desse produto.
5. Como a variação de volume afeta o equilíbrio de reações gasosas?
A diminuição do volume favorece o lado com menor número de mols gasosos; o aumento favorece o lado com mais mols gasosos.
6. O que acontece ao adicionar um gás inerte a um sistema em equilíbrio?
Adicionar um gás inerte a volume constante aumenta a pressão total, mas não altera as pressões parciais dos gases envolvidos, não deslocando o equilíbrio.
7. Qual é a expressão da constante de equilíbrio para a reação TiO2(s) + 2Cl2(g) \leftrightarrow TiCl4(g) + O2(g)?
A constante de equilíbrio é K = \frac{[\text{TiCl}_4][\text{O}_2]}{[\text{Cl}_2]^2}, sem incluir o sólido TiO2.

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