DIMVS
Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão

DIMVS 2026

Difícil Referência ENEM - 2025 - Questão 117

Em um processo industrial para a produção de tetracloreto de titânio (TiCl4), ocorre a seguinte reação em equilíbrio: TiO2(s) + 2Cl2(g) ⇌ TiCl4(g) + O2(g). Sabendo que essa reação é endotérmica e envolve variação no número de mols gasosos (dois reagentes gasosos para dois produtos gasosos), analise como a temperatura, a pressão total e as concentrações dos gases influenciam o equilíbrio químico. Considerando também que TiO2 é sólido e não afeta o equilíbrio, qual estratégia promissora pode ser adotada para aumentar o rendimento de TiCl4, de acordo com o princípio de Le Chatelier e as características termodinâmicas da reação?

Qual das alternativas apresenta a condição que mais favorece a formação de TiCl4 nesse equilíbrio químico?

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Resolução

A questão aborda o equilíbrio químico da reação endotérmica entre TiO2(s) e Cl2(g) para formar TiCl4(g) e O2(g), pedindo análise dos fatores que afetam o rendimento de TiCl4 segundo o princípio de Le Chatelier. Conceitos essenciais incluem: influência da temperatura em reações endotérmicas (aumento favorece produtos), efeito da pressão em equilíbrios gasosos (quando o número de mols gasosos varia), e impacto das concentrações dos gases. Como TiO2 é sólido, sua quantidade não altera o equilíbrio. Apesar de a reação envolver dois mols gasosos de reagentes para dois de produtos (número igual), a alteração de pressão total não desloca o equilíbrio. A estratégia mais eficaz para aumentar o rendimento é aumentar a concentração de Cl2(g), pois, segundo Le Chatelier, o sistema irá consumir o excesso de reagente, formando mais TiCl4. Assim, a alternativa B é correta.

Comentários por alternativa

  1. A Reduzir a temperatura do sistema para favorecer a formação de TiCl4, assumindo que a reação é endotérmica.
    Errada. Em reações endotérmicas, a diminuição da temperatura favorece os reagentes, não os produtos. Para aumentar o rendimento de TiCl4, seria necessário elevar a temperatura.
  2. B Aumentar a pressão parcial de Cl2(g), elevando a concentração do reagente gasoso e deslocando o equilíbrio para a formação de TiCl4.
    Correta. Aumentar a pressão parcial de Cl2(g) eleva sua concentração, deslocando o equilíbrio para a direita, favorecendo a formação de TiCl4, conforme o princípio de Le Chatelier.
  3. C Diminuir a pressão total do sistema para minimizar a concentração de produtos gasosos e favorecer a reação direta.
    Errada. Como o número de mols gasosos é igual nos dois lados da equação, diminuir a pressão total não afeta o deslocamento do equilíbrio.
  4. D Adicionar mais TiO2(s) sólido para impulsionar o equilíbrio na direção dos produtos gasosos e aumentar a produção de TiCl4.
    Errada. A adição de sólidos puros (TiO2) não altera o equilíbrio químico, pois sua atividade é constante e não entra na expressão de Kc ou Kp.
  5. E Elevar a pressão parcial de O2(g), um dos produtos gasosos, para aumentar o rendimento de TiCl4 pela formação dos produtos.
    Errada. Aumentar a pressão parcial de O2(g), um produto, desloca o equilíbrio para os reagentes, diminuindo a formação de TiCl4.

Flashcards

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1. Por que, em reações endotérmicas, o aumento da temperatura favorece a formação dos produtos?
O aumento da temperatura fornece energia ao sistema, deslocando o equilíbrio para o lado que consome calor, ou seja, os produtos em reações endotérmicas.
2. Como a alteração da pressão total afeta o equilíbrio quando o número de mols gasosos é igual nos dois lados da reação?
Quando o número de mols gasosos é igual, a variação da pressão total não desloca o equilíbrio químico, pois não há diferença de volume entre reagentes e produtos.
3. O que ocorre com o equilíbrio se aumentarmos a concentração de um reagente gasoso em uma reação reversível?
O aumento da concentração de um reagente gasoso desloca o equilíbrio para o lado dos produtos, favorecendo sua formação.
4. Por que a adição de um produto gasoso geralmente desfavorece sua própria formação em equilíbrios químicos?
Adicionar um produto gasoso aumenta sua concentração, deslocando o equilíbrio para o lado dos reagentes, segundo Le Chatelier.
5. Em processos industriais, por que é importante considerar o estado físico das substâncias ao manipular o equilíbrio químico?
Apenas substâncias em solução ou no estado gasoso afetam o equilíbrio; sólidos e líquidos puros não influenciam o deslocamento do equilíbrio.
6. Como a manipulação seletiva das pressões parciais dos gases pode ser usada para otimizar o rendimento de um produto em equilíbrio?
Aumentar a pressão parcial de um reagente gasoso ou remover um produto gasoso pode deslocar o equilíbrio para aumentar o rendimento do produto desejado.
7. Em uma reação endotérmica e gasosa, qual seria o efeito de aumentar simultaneamente a temperatura e a concentração de um reagente gasoso?
Ambas as ações deslocam o equilíbrio para os produtos, potencializando o aumento do rendimento do produto desejado.

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