O chumbo metálico pode ser produzido pela redução de minério de chumbo com coque em reator com controle de pressão, em um processo reversível conforme a equação química a seguir, cuja variação de entalpia nas condições padrão é igual a 42 kJ/mol. 2 PbO (s) + C (s) ⇌ 2 Pb (s) + CO2 (g) Nessas condições, o rendimento do processo em quantidade de matéria pode ser aumentado pela
- A)adição de um catalisador.
Errada, porque catalisador apenas acelera a chegada ao equilíbrio, mas não aumenta o rendimento nem desloca o equilíbrio.
- B)compressão isotérmica do sistema.
Errada, porque a compressão favorece o lado com menor número de mols gasosos, mas aqui o gás está só no produto e a questão pede aumento de rendimento por retirada de produto, não por compressão.
- C)elevação da concentração de coque.
Errada, porque aumentar a concentração de um sólido puro, como o coque, não altera a posição de equilíbrio.
- D)redução da temperatura do sistema.
Errada, porque reduzir a temperatura favoreceria o sentido exotérmico, mas a reação é endotérmica e isso não é a melhor forma de aumentar o rendimento pedido.
- E)condensação do dióxido de carbono.
Certa, porque a retirada do CO2 desloca o equilíbrio para a direita, formando mais chumbo metálico.
Gabarito: E
Em equilíbrio químico, o sistema "se mexe" para resistir à perturbação, ideia central do princípio de Le Chatelier. Aqui, a reação forma um gás, o CO2, enquanto os reagentes e produtos sólidos não entram na expressão de equilíbrio. Então, qualquer intervenção que diminua a quantidade de CO2 tende a deslocar o equilíbrio para a direita, produzindo mais chumbo metálico. Repare que a questão fala em aumentar o rendimento em quantidade de matéria. Isso significa favorecer a formação de mais produto no sentido direto. Como há 1 mol de gás nos produtos e nenhum gás nos reagentes, remover esse gás do sistema empurra a reação para recompor o que foi retirado. É por isso que a condensação do dióxido de carbono faz sentido: ao retirar o CO2 da fase gasosa, você reduz sua pressão parcial e o equilíbrio responde produzindo mais CO2, consumindo mais reagentes e gerando mais Pb. Em termos práticos, o sistema "corre atrás do prejuízo". Atenção ao detalhe da entalpia: embora a reação tenha ΔH positivo, o dado não é o centro da solução aqui. O que manda é a alteração no equilíbrio por retirada de produto gasoso, um clássico de banca CESPE/CEBRASPE.