Questão 123 Enem 2025 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza

Questão 123

Deslocamento de Equilíbrio

Para a produção de titânio metálico ou dióxido de titânio puros, é necessário fazer a cloração do minério que contém dióxido de titânio, com o objetivo de separar esse óxido de outras substâncias presentes no minério. A principal reação química de cloração é representada por:

$T i O_{2} (s) + 2 C l_{2} (g) ⇌ T i C l_{4} (g) + O_{2} (g) ∆ H = + 175 k J / m o l$

Depois da cloração, o tetracloreto de titânio é condensado e convertido, novamente, a dióxido de titânio.

Após o sistema atingir o equilíbrio químico, como a formação do TiCl₄ pode ser favorecida?

a)	Aumentando a pressão total do sistema.
b)	Diminuindo a temperatura do sistema.
c)	Aumentando a pressão parcial de O₂
d)	Aumentando a pressão parcial de Cl₂
e)	Variando a quantidade de TiO₂

Resolução

A reação em equilíbrio é:

$T i O_{2} (s) + 2 C l_{2} (g) ⇌ T i C l_{4} (g) + O_{2} (g) ∆ H = + 175 k J / m o l$

O objetivo é favorecer a formação do $T i C l_{4}$ , ou seja, deslocar o equilíbrio no sentido direto (da esquerda para a direita).

a) Incorreta. O aumento da pressão total irá deslocar o equilíbrio no sentido de menor volume de gás, ou seja, no sentido que houver menor quantidade em mol de gás.

$\underset{2 m o l s g a s e s (" 2 V ")}{\underset{⏟}{T i O_{2} (s) + 2 C l_{2} (g)}} ⇌ \underset{2 m o l s g á s (" 2 V ")}{\underset{⏟}{T i C l_{4} (g) + O_{2} (g)}}$

Como os volumes de gases são iguais dos dois lados da equação, a pressão não irá deslocar esse equilíbrio.

b) Incorreta. A reação no sentido direto possui $∆ H = + 175 k J / m o l$ , sendo, portanto, uma reação endotérmica. A diminuição da temperatura favorece o sentido exotérmico, nesse caso o sentido inverso, de formação de $T i O_{2}$ .

c) Incorreta. O $O_{2}$ é um produto da reação. Aumentar a pressão parcial, significa adicionar mais $O_{2}$ (aumento da concentração) que, segundo o princípio de Le Chatelier, irá deslocar o equilíbrio no sentido oposto, ou seja, no sentido dos reagentes (sentido inverso), a fim de consumir o $O_{2}$ adicionado.

d) Correta. O $C l_{2}$ é um reagente. Aumentar a pressão parcial, significa que será adicionado mais $C l_{2}$ (aumento da concentração), o que irá deslocar o equilíbrio no sentido dos produtos (sentido direto). O deslocamento no sentido direto favorece a formação de $T i C l_{4}$ .

e) Incorreta. O $T i O_{2}$ está no estado sólido. Variações na quantidade de sólidos puros não deslocam o equilíbrio químico.