MÓDULO DIDÁTICO DE QUÍMICA Nº 14

MÓDULO DIDÁTICO DE QUÍMICA Nº 14 - PARTE II
Módulo nº14
A BELEZA DAS CORES DAS SOLUÇÕES E O EQUILÍBRIO QUÍMICO
Autores: Gilson de Oliveira Santos e Penha Souza Silva
continuação / ver parte I
Atividade 9 – Experimento
2-
2-
As cores amarelo e alaranjado – O equilíbrio cromato – dicromato (CrO4 /Cr2O7 )
Materiais
• Suporte para tubos de ensaio.
• Tubos de ensaio.
• Pipeta graduada de 10 mL.
• Conta-gotas.
• Soluções aquosas de:
K2CrO4 0,2 mol . L
-1
K2Cr2O7 0,2 mol . L
-1
-1
HCℓ 1,0 mol . L
NaOH 1,0 mol . L
-1
Ba(NO3)2 1,0 mol . L
-1
Como fazer – Parte 1
1. Numere 4 tubos de ensaio de 1 a 4.
2. Coloque cerca de 2 mL de solução, 0,2 mol/L, de cromato de potássio nos tubos de número 1 e 3.
3. Coloque cerca de 2 mL de solução, 0,2 mol/L, de dicromato de potássio nos tubos de número 2 e 4.
4. Construa a tabela 1 no seu caderno e faça as anotações necessárias.
Tabela 1
Tubo
Solução
inicial
Cor
inicial
Cor após a 1ª
adição
Substância formada
(favorecida) após a 1ª adição
Cor após a 2ª
adição
Substância formada
(favorecida) após a 2ª adição
1
K2CrO4(aq)
-------------
------------
---------------
--------------
2
K2Cr2O7(aq)
-------------
------------
---------------
--------------
3
K2CrO4(aq)
4
K2Cr2O7(aq)
5. Adicione 10 a 20 gotas de HCℓ, 1,0 mol/L, ao tubo 3 (1ª adição). Anote a cor e compare-a com as dos tubos 1 e 2.
6. Adicione 10 a 20 gotas de NaOH, 1,0 mol/L, ao tubo 3 (2ª adição). Anote a cor e compare-a com as dos tubos 1 e 2.
7. Adicione 10 a 20 gotas de NaOH, 1,0 mol/L, ao tubo 4 (1ª adição). Anote a cor e compare-a com as dos tubos 1 e 2.
8. Adicione 10 a 20 gotas de HCℓ, 1,0 mol/L, ao tubo 4 (2ª adição). Anote a cor e compare-a com as dos tubos 1 e 2.
Questões propostas (Faça os comentários e/ou respostas no seu caderno)
1. Qual a cor da solução inicial de cromato de potássio, K 2CrO4(aq).
2. Qual a cor da solução inicial de dicromato de potássio, K2Cr2O7(aq).
3. O principal fenômeno físico, responsável pela cor da solução de cromato de potássio, é a reflexão seletiva ou a transmissão
seletiva? Explique.
2-
4. As mudanças de cor são indícios da existência de uma transformação reversível? Os ânions cromato (CrO 4 ) e dicromato
2(Cr2O7 ) coexistem em um processo reversível? Justifique.
5. Um aluno ao realizar estas mesmas atividades fez a seguinte afirmativa: “As espécies químicas presentes nos tubos 1 e 2 são
as mesmas, mas em quantidades diferentes”. Discuta com seus colegas esta afirmativa.
Como fazer – Parte 2
1. Numere 2 tubos de ensaio (5 e 6).
2. Coloque cerca de 2 mL de solução, 0,2 mol/L, de cromato de potássio no tubo de número 5.
3. Coloque cerca de 2 mL de solução, 0,2 mol/L, de dicromato de potássio no tubo de número 6.
4. Construa a tabela 2 no seu caderno e faça as anotações necessárias.
Tabela 2
Tubo
Solução
inicial
5
K2CrO4(aq)
6
K2Cr2O7(aq)
Cor
inicial
Formação de precipitado após a
adição de
Ba(NO3)2(aq) (1ª adição)
Desaparecimento ou
aparecimento de
precipitado
Desaparecimento
ou aparecimento de
precipitado
(SIM /NÃO)
após a 2ª adição
após a 3ª adição
5. Adicione 10 a 20 gotas de Ba(NO3)2, 1,0 mol/L, ao tubo 5 (1ª adição). Escreva SIM, na tabela, se houver formação de
precipitado e NÃO, caso contrário.
6. Adicione 10 a 20 gotas de Ba(NO3)2, 1,0 mol/L, ao tubo 6 (1ª adição). Escreva SIM, na tabela, se houver formação de
precipitado e NÃO, caso contrário.
7. Adicione 10 a 20 gotas de HCℓ, 1,0 mol/L, ao tubo 5 (2ª adição). Observe se houve formação de precipitado ou, caso já exista,
se foi consumido (APARECIMENTO / DESAPARECIMENTO).
8. Adicione 10 a 20 gotas de NaOH, 1,0 mol/L, ao tubo 5 (3ª adição). Observe se houve formação de precipitado ou, caso já
exista, se foi consumido (APARECIMENTO / DESAPARECIMENTO).
9. Adicione 10 a 20 gotas de NaOH, 1,0 mol/L, ao tubo 6 (2ª adição). Observe se houve formação de precipitado ou, caso já
exista, se foi consumido (APARECIMENTO / DESAPARECIMENTO).
10. Adicione 10 a 20 gotas de HCℓ, 1,0 mol/L, ao tubo 6 (3ª adição). Observe se houve formação de precipitado ou, caso já exista,
se foi consumido (APARECIMENTO / DESAPARECIMENTO).
Questões propostas
1. a. Escreva a equação que representea a dissociação do cromato de potássio, K2CrO4(s), em água.
b. Escreva a equação que representea a dissociação do dicromato de potássio, K 2Cr2O7(s), em água.
c. Escreva a equação que representa a dissociação do nitrato de bário, Ba(NO 3)2(s), em água.
2. Escreva a equação que representa a reação das soluções aquosas de cromato de potássio, K 2CrO4(aq), e nitrato de bário,
Ba(NO3)2(aq), com formação de cromato de bário, BaCrO4, e nitrato de potássio, KNO3.
3. Escreva a equação que representa a reação das soluções aquosas de dicromato de potássio, K2Cr2O7(aq), e nitrato de bário,
Ba(NO3)2(aq), com formação de dicromato de bário, BaCr2O7, e nitrato de potássio, KNO3.
4. Considerando que a solubilidade do cromato de bário é muito baixa (8,5 x 10
solúvel em água, explique, os procedimentos 5 e 6.
-11
-1
mol.L a 25 ºC) e que o dicromato de bário é
5. As mudanças de cor e a formação e/ou consumo de precipitado são indícios da existência de uma transformação reversível em
22que ânions cromato (CrO4 ) e dicromato (Cr2O7 ) coexistem em uma transformação dinâmica? Justifique.
2-
2-
6. Admitindo que no tubo 5 os ânions cromato (CrO4 ) e dicromato (Cr2O7 ) coexistam em um processo reversível e com
velocidade direta e inversa iguais, podemos afirmar que suas concentrações são constantes? Podemos afirmar que a
concentração de algum dos dois é igual a zero? Justifique.
2-
2-
7. Admitindo que nos tubos 5 e 6 os ânions cromato (CrO4 ) e dicromato (Cr2O7 ) coexistam em um processo reversível e com
velocidade direta e inversa iguais e que a transformação pode ser representada por
2 CrO4
2-
(aq)
+2H
+
(aq)
Cr2O7
2-
(aq)
+ H2O (ℓ) , explique:
+
a. Como a adição de ácido (H ) afeta a transformação.
-
b. Como a adição de base (OH ) afeta a transformação.
c. Como a adição de solução de nitrato de bário, Ba(NO3)2(aq), afeta a transformação.
Comentários
Na atividade anterior – partes 1 e 2 – observamos as cores amarela e alaranjada de soluções de cromato e dicromato,
respectivamente, e a mudança de cor gerada pela adição de algumas substâncias. Como a mudança de cor ocorre nos dois
sentidos, fica evidente que as espécies cromato e dicromato coexistem numa mesma solução, sendo ela ora amarela, ora
alaranjada, devido às condições do meio, ou seja, existe uma transformação reversível que é afetada pela adição de algumas
espécies químicas.
Quando se adiciona ácido clorídrico, HCℓ, a reação favorecida é aquela que produzirá a espécie alaranjada – o dicromato. Com a
adição de uma base, hidróxido de sódio, NaOH, por exemplo, a reação favorecida é aquela que irá produzir a espécie amarela –
o cromato.
2+
Na parte 2, quando se adiciona nitrato de bário, Ba(NO3)2, os íons Ba interagem com o cromato formando cromato de bário,
espécie de menor solubilidade. Com isso, a reação favorecida é aquela que produzirá o cromato e consumirá o dicromato. Com a
adição, no mesmo tubo, de HCℓ, a transformação favorecida será a de consumo do cromato e conseqüente produção do
dicromato. Dependendo da quantidade do ácido adicionado, o precipitado poderá desaparecer. A adição de uma base favorece a
produção de cromato e, conseqüentemente, a formação do precipitado cromato de bário, BaCrO4.
Todos os efeitos produzidos e observados nas transformações anteriores podem ser explicados em termos de um princípio
denominado princípio de Le Chatelier. Henri-Louis Le Chatelier (1850-1936), químico industrial francês, enunciou o seguinte
princípio:
“Se um sistema em equilíbrio é perturbado por uma variação de temperatura, pressão ou concentração de seus componentes, o
sistema reagirá de forma contrária à perturbação, tentando amenizá-la o máximo possível”
Atividade 10 (Para ser realizada em grupo de no máximo quatro integrantes)
Discuta com os colegas como o princípio de Le Chatelier pode ajudar a explicar todas as transformações acompanhadas na
atividade 9, partes 1 e 2, considerando a equação a seguir como uma forma de representar as reações direta e inversa.
2 CrO4
2-
(aq)
+2H
+
(aq)
Cr2O7
2-
(aq)
+ H2O (ℓ)
Para facilitar a discussão siga passo a passo os procedimentos das partes 1 e 2.
As cores rosa e azul – O sistema tetraclorocobalto (II) – hexaaquocobalto (II)
Na mesma visita feita ao laboratório Fernandinha observou a mudança de cor ocorrida com um líquido rosa claro para azul escuro,
por aquecimento, e, ao ser resfriado, voltar à cor de origem. Esta interconversão pode ser usada para provar a existência de
reações reversíveis e a ação da temperatura sobre equilíbrios químicos?
Vamos realizar uma outra atividade prática parecida com a observada pela Fernandinha, para que você, ao final, possa responder
às questões propostas.
Atividade 11 - Experimento
2-
2-
As cores amarelo e alaranjado – O equilíbrio cromato – dicromato (CrO4 /Cr2O7 )
2+
2-
O rosa claro e o azul escuro – O equilíbrio hexaaquocobalto (II) – tetraclorocobalto (II) ([Co(H2O)6] / [CoCℓ4] )
Materiais
• Suporte para tubos de ensaio.
• Tubos de ensaio.
• Pipeta graduada de 10 mL.
• Conta-gotas.
• Béquer (250 ml).
• Material de aquecimento: tela de amianto, tripé, bico de gás.
• Pinça de madeira.
• Soluções aquosas de:
HCℓ concentrado
CoCℓ2 (solução hidro-alcoólica) 0,25 mol.L
-1
-1
NaCℓ 0,5 mol.L
Como fazer:
Considere, inicialmente, uma solução cuja transformação ocorra com tetraclorocobalto (II), água, hexaaquocobalto (II) e ânion
cloreto (Cℓ-), dissolvidos em álcool. Considere, também, que a rapidez da reação inversa é igual a da direta; a equação que
melhor representa o processo é
[Co(H2O)6]2+(alc) + 4 Cℓ-(alc)
[CoCℓ4]2-(alc) + 6 H2O(alc) .
O solvente álcool está representado por (alc).
-1
1. Numere 5 tubos de ensaio e coloque, em cada um, 1 mL da solução aquosa de cloreto de cobalto (II), 0,25 mol.L .
2. No tubo 1 não adicione nada e no tubo 2 adicione, COM CUIDADO, HCℓ concentrado até ocorrer alguma mudança de cor.
Anote-a e guarde os dois tubos como solução padrão de cor.
3. Construa as tabelas 3 e 4 no seu caderno e faça as anotações necessárias.
Tabela 3
Tubo Cor inicial Cor após a adição de HCℓ concentrado
1
Rosa
2
Rosa
-------------
Tabela 4
3
Rosa
4
Rosa
Tubo Cor inicial Cor após o aquecimento
5
Rosa
4. Adicione, COM CUIDADO, 5 a 10 gotas de HCℓ concentrado ao tubo 3 (1ª adição). Anote a cor e compare-a com as dos tubos 1
e 2.
5. Adicione 10 a 20 gotas de água destilada ao tubo 3 (2ª adição). Anote a cor e compare-a com as dos tubos 1 e 2.
6. Adicione 10 a 20 gotas de NaCℓ, 0,5 mol/L, ao tubo 4 (1ª adição). Anote a cor e compare-a com as dos tubos 1 e 2.
7. Adicione 10 a 20 gotas de água ao tubo 4 (2ª adição). Anote a cor e compare-a com as dos tubos 1 e 2.
8. Aqueça, em banho-maria, o tubo de número 5. Anote a cor e compare-a com as dos tubos 1 e 2.
9. Depois do aquecimento do tubo 5 espere um pouco e resfrie-o em água corrente, sem deixar cair água dentro do tubo. Anote a
cor e compare-a com as dos tubos 1 e 2.
Todos os efeitos produzidos e observados nas transformações anteriores podem ser explicados em termos do Princípio de Le
Chatelier.
Questões propostas (Faça os comentários e/ou respostas no seu caderno)
1. O principal fenômeno físico responsável pela cor das soluções é a reflexão seletiva ou a transmissão seletiva? Explique.
2. As constantes mudanças de cor são indício da existência de uma transformação reversível? As espécies hexaaquocobalto
2+
2(II),[Co(H2O)6] , e tetraclorocobalto (II), [CoCℓ4] , coexistem em um processo reversível? Justifique.
3. Escreva a equação que representa a transformação em equilíbrio.
4. Baseando-se no princípio de Le Chatelier, explique as transformações ocorridas em todos os procedimentos de 4 a 9.
Considere que a equação, a seguir, é uma forma de representação do sistema estudado.
[Co(H2O)6]
2+
(alc)
-
+ 4 Cℓ (alc)
[CoCℓ4]
2-
(alc)
+ 6 H2O(alc),
Faça de forma organizada e tenha os cuidados necessários ao redigir!
5. A reação direta é endotérmica ou exotérmica? Justifique.
Comentários
Nesta atividade observamos as mudanças de cor geradas pela adição de algumas substâncias no equilíbrio hexaaquocobalto (II)
2+
2– tetraclorocobalto (II). Como a mudança de cor ocorre nos dois sentidos, fica evidente que as espécies [Co(H 2O)6] e [CoCℓ4]
coexistem numa mesma solução, sendo ela ora vermelha, ora azul, devido às condições do meio, ou seja, existe uma
transformação reversível que é afetada pela adição de algumas espécies químicas.
Quando se adiciona ácido clorídrico, HCℓ, a reação favorecida é aquela que produzir a espécie azul – o tetraclorocobalto (II). Com
a adição de água, a reação favorecida é aquela que irá produzir a espécie vermelha – o hexaaquocobalto (II).
Quando se aquece o sistema, a reação favorecida é aquela que produzir a espécie azul - o tetraclorocobalto (II). Diminuindo a
2+
temperatura, a cor vermelha volta a predominar, pois a reação favorecida é a que leva à formação da espécie [Co(H 2O)6] . O
aumento da temperatura provoca aumento da rapidez da reação direta e também da inversa. Como a reação endotérmica é a que
absorve calor, o aumento da velocidade da reação será maior nesta, e, com isso, a reação favorecida com a elevação da
temperatura será a endotérmica
Texto 4 – As mudanças que ocorrem com dióxido de nitrogênio, NO2, e tretraóxido de dinitrogênio, N2O4, gasosos.
Breno volta com Fernandinha ao laboratório para mostrar uma transformação de um gás marrom avermelhado, o NO 2, em um gás
incolor, o N2O4, e vice-versa. Para isto, coloca em um tubo de ensaio cobre metálico, dirige-se à capela e adiciona ácido nítrico
concentrado.
Breno recolheu o gás avermelhado em uma seringa, fechou a entrada/saída com uma massa plástica de secagem rápida, e
realizou os procedimentos descritos a seguir.
1º – Apertou o êmbolo da seringa e ambos observaram que, imediatamente, a cor vermelha ficou mais intensa. Mantendo o
êmbolo pressionado observaram que aos poucos a tonalidade do vermelho começou a diminuir e a cor foi ficando mais clara.
2º – Puxou o êmbolo, para diminuir a pressão e, tanto ele quanto Fernandinha, observaram que, imediatamente, a cor vermelha
ficou mais clara, menos intensa. Mantendo o êmbolo puxado observaram que aos poucos a tonalidade do vermelho começou a
aumentar e a cor foi ficando mais escura.
Questões propostas
1. As espécies vermelha, NO2, e incolor, N2O4, coexistem em um processo reversível? Justifique.
2. Breno, ao realizar os procedimentos descritos acima, fez alguns comentários. Discuta-os com seus colegas.
Comentário 1 – “A intensificação da cor no início da compreensão do êmbolo deve-se ao aumento da densidade do gás marrom
avermelhado”.
Comentário 2 – “Mantendo o êmbolo pressionado, a reação de formação do composto incolor é favorecida, ou seja, a tonalidade
do vermelho começa a diminuir e a cor fica mais clara”.
Comentário 3 – “O aumento da pressão exercida sobre um sistema em equilíbrio favorece a redução do número total de
moléculas”.
3. Considere que a equação, a seguir, representa o sistema estudado por Breno e sua prima.
2 NO2(g)
1 N2O4(g)
a) A equação nos mostra que a proporção entre o número de mols de reagentes e produtos é de 2 para 1. Se, antes do equilíbrio
ser atingido, existirem 10 mil moléculas de NO2 e 1000 forem consumidas, quantas moléculas de N2O4 serão produzidas? Isso
levará a um aumento ou redução do número total de partículas? Levará a um aumento ou redução da pressão interna?
b) Antes do estado de equilíbrio ser atingido, o número de partículas dos reagentes diminui ou aumenta? E do produto? E depois
de ser estabelecido o estado de equilíbrio?
4. Baseando-se no princípio de Le Chatelier, ou seja, no fato de um sistema em equilíbrio reagir de forma contrária a uma
perturbação provocada, explique as transformações que Breno realizou.
Explique de forma organizada e tenha os cuidados necessários ao redigir!
5. Considerando que a reação direta é exotérmica, e que no sistema em equilíbrio a cor vermelha é muito intensa, o que deve
acontecer se a seringa for colocada em água fria? Explique.
Comentários
As atividades anteriores foram importantes para identificação de fatores que alteram o equilíbrio químico. Esses fatores são:
variação da concentração de um dos componentes, variação da temperatura e mudança de pressão.
O aumento da concentração de reagente favorece a formação de produto e a diminuição da concentração do reagente favorece
formação do próprio reagente.
O aumento de temperatura provoca aumento da rapidez das reações direta e inversa favorecendo mais aquela que for
endotérmica.
O aumento da pressão total favorece a formação das espécies gasosas que, quando produzidas, levarão a uma redução do
número total de moléculas, o que corresponde, na reação química, ao favorecimento da formação de menor quantidade de gás,
medido em unidade quantidade de matéria, isto é, mol.
Atividade 12
De volta ao laboratório, Breno realizou duas experiências. Nas duas, um gás incolor se transformava em dois outros: um incolor e
um levemente esverdeado.Fernandinha acompanhou as duas experiências e observou que em um dos experimentos a cor verde
aparecia mais rapidamente. Curiosa, como sempre, quis saber o porquê.
Breno levou Fernandinha à biblioteca, abriu um livro e lhe mostrou as tabelas que estão representadas a seguir. Vamos ajudá-la a
interpretar a tabela e entender por que a cor verde aparece primeiro em um dos experimentos.
-1
Concentrações em mol.L para o sistema: A (g) B(g) + D(g), do início da reação até o estabelecimento do equilíbrio. Os dados da
tabela 1 são referentes à reação sem catalisador e os da tabela 2, da reação catalisada.
Tabela 1 – Reação não catalisada
A(g)
B(g) + D(g) t =800ºC
A(g) = incolor, Bg) = incolor e D(g) = esverdeado
Tempo / min
[A]
[B]
[D]
t0
0,0
8
0
0
t1
0,5
7,17
0,831
0,831
t2
1,0
6,40
1,60
1,60
t3
1,5
5,74
2,26
2,26
t4
2,0
5,20
2,80
2,80
t5
2,5
4,79
3,21
3,21
t6
3,0
4,49
3,51
3,51
t7
3,5
4,27
3,73
3,73
t8
4,0
4,12
3,88
3,88
t9
4,5
4,01
3,99
3,99
t10
5,0
3,94
4,06
4,06
t11
5,5
3,89
4,11
4,11
t12
6,0
3,86
4,14
4,14
t13
6,5
3,84
4,16
4,16
t14
7,0
3,82
4,18
4,18
t15
7,5
3,81
4,19
4,19
t16
8,0
3,79
4,21
4,21
t17
8,5
3,79
4,21
4,21
t18
9,0
3,79
4,21
4,21
t19
9,5
3,79
4,21
4,21
t20
10
3,79
4,21
4,21
Tabela 2 – Reação catalisada
A(g)
B(g) + D(g) t =800ºC
A(g) = incolor, Bg) = incolor e D(g) = esverdeado
Tempo / min
[A]
[B]
[D]
t0
0,00
8
0
0
t1
0,15
7,17
0,831
0,831
t2
0,30
6,40
1,60
1,60
t3
0,45
5,74
2,26
2,26
t4
0,60
5,20
2,80
2,80
t5
0,75
4,79
3,21
3,21
t6
1,00
4,49
3,51
3,51
t7
1,15
4,27
3,73
3,73
t8
1,30
4,12
3,88
3,88
t9
1,45
4,01
3,99
3,99
t10
1,60
3,94
4,06
4,06
t11
1,75
3,89
4,11
4,11
t12
2,00
3,86
4,14
4,14
t13
2,15
3,84
4,16
4,16
t14
2,30
3,82
4,18
4,18
t15
2,45
3,81
4,19
4,19
t16
2,60
3,79
4,21
4,21
t17
2,75
3,79
4,21
4,21
t18
3,00
3,79
4,21
4,21
t19
3,15
3,79
4,21
4,21
t20
3,30
3,79
4,21
4,21
-1
Utilize os dados das tabelas para fazer, em um papel milimetrado ou quadriculado, os gráficos de concentração molL em função
do tempo. (concentração na ordenada e tempo na abscissa).
Responda as questões propostas após desenhar os gráfico.
Questões propostas
1. Qual o instante em que o sistema entrou em equilíbrio na reação sem catalisador? E na catalisada?
-1
2. A concentração mol.L de alguma das espécies é igual a zero no equilíbrio? Quais as concentrações, no sistema em equilíbrio,
de A, B e D na reação não catalisada? E na reação com catalisador?
3. O catalisador afeta o equilíbrio químico alterando as composições deste?
-1
4. Esboce um gráfico colocando, na ordenada, concentração mol .L e na abscissa, tempo de reação. Utilize um papel
quadriculado.
5. O estado de equilíbrio é atingido mais rapidamente na ausência ou na presença do catalisador? Justifique.
Comentário
Os fatores que alteram o equilíbrio químico são: variação da concentração de um dos componentes, variação da temperatura e
mudança de pressão total. A atividade anterior nos mostrou que o catalisador não afeta a composição do equilíbrio, mas faz com
que ele seja atingido mais rapidamente.
Texto 5 – A poluição do ar, a constante de equilíbrio e o princípio de Le Chatelier
Uma das causas mais sérias da poluição do ar são os gases liberados pelo escapamento de automóveis. Vários métodos têm sido
utilizados para controlar as quantidades desses poluentes atmosféricos. Por exemplo, quase todos os carros, hoje, estão
equipados com conversores catalíticos.
Você sabe o que é um conversor catalítico?
Observe a figura a seguir.
Conversor catalítico de carro - www.evicar.pt/daf/img/xf105_motores4.jpg Acesso em 10/12/2007
Neles o ar é misturado com os gases provocando a oxidação de combustível não queimado e a transformação de monóxido de
carbono em dióxido de carbono. Eles também provocam a decomposição de óxido de nitrogênio em nitrogênio, N 2, e oxigênio, O2.
Quando o ar é puxado para dentro do motor, tanto o N2 quanto o O2 estão presentes. Durante a combustão da gasolina, o
oxigênio reage com os hidrocarbonetos do combustível para produzir CO2, CO e H2O. N2 e O2 também reagem para formar NO,
como mostra a equação: N2(g) + O2(g) 2NO(g).
O NO em presença de oxigênio do ar se transforma em NO2(g), que é o gás marrom avermelhado, responsável pela poluição. A
equação que representa o processo é: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
Observe a figura.
Figura – Fumaça marrom formada por excesso de dióxido de nitrogênio no ar.
Fonte: www.thewe.cc/.../glaciers/smog_los_angeles.jpe. Acesso em 19/11/2007.
À temperatura ambiente, a constante de equilíbrio, razão entre as concentrações de produtos e reagentes, Kc, para a reação N 2(g)
–31
+ O2(g) 2NO(g) é 4,8 x 10 . Este valor muito pequeno nos diz que a concentração de equilíbrio de NO deve ser muito pequena.
Portanto, não encontramos N2 reagindo com O2 sob condições normais, e por isso a atmosfera é bastante estável.
A reação de N2 e O2 para formar NO é endotérmica e, com o aumento da temperatura, a constante de equilíbrio aumenta
consideravelmente. Isso nos informa que a temperaturas elevadas, tais como as encontradas nos cilindros de um motor a
gasolina, durante a combustão, este equilíbrio será afetado, aumentando a produção de NO. Ou seja, o aumento da constante de
equilíbrio corresponde a um avanço da reação direta com possibilidade de formar produto mais facilmente. A variação da
temperatura é o único procedimento experimental que altera o valor da constante de equilíbrio.
Uma vez na atmosfera, este NO será oxidado a NO2, que é responsável pela neblina de cor marrom; associada, com freqüência, à
grande poluição do ar.
Uma maneira de reduzir a quantidade de poluição de NO da atmosfera é acrescentar água à mistura ar-combustível. Um pouco do
calor da combustão é absorvido pelo vapor d’água, e então a mistura dos gases é resfriada. A temperaturas mais baixas, a
concentração de NO é fortemente reduzida.
Às vezes, a poluição do ar a partir das emissões de gases dos automóveis põe em risco a saúde. Ela pode ser particularmente
severa nas grandes cidades, onde o tráfego intenso e as condições atmosféricas podem se combinar e produzir níveis perigosos
de denso nevoeiro.
Questão para discussão
Discuta com os seus colegas e apresente algumas sugestões de atitudes que podríamos tomar para minimizar os efeitos deste
tipo de poluição.
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