A equação seguinte representa a reação de decomposição da água. H2O (g) ⇌ H2 (g) + 1/2 O2 (g) Considere que, em um recipiente de 5 L, tenham sido adicionados 225 g de água e, em seguida, esse sistema tenha sido aquecido a 2.000 °C, sob pressão de 1 atm. Assumindo-se que, nesse caso, 70% da água será decomposta e que a massa molar da água (MH20) é igual a 18,0 g/mol, é correto afirmar que a concentração de água remanescente, após a situação de equilíbrio, será de
- A)0,4375 mol/L.
Errada, porque 0,4375 mol/L não corresponde aos 30% de água que restam após a decomposição.
- B)0,875 mol/L.
Errada, pois 0,875 mol/L superestima a quantidade remanescente de água no equilíbrio.
- C)0,750 mol/L.
Certa, porque restam 3,75 mol de H2O em 5 L, resultando em 0,75 mol/L.
- D)1,75 mol/L.
Errada, já que 1,75 mol/L é maior do que a concentração calculada para a água remanescente.
- E)3,75 mol/L.
Errada, porque 3,75 mol/L seria a quantidade por litro se o volume fosse menor ou se não houvesse divisão por 5 L.
Gabarito: C
Em equilíbrio químico, a ideia principal é simples: o sistema não para, mas as velocidades das reações direta e inversa se igualam. Aqui, a água gasosa se decompõe em H2 e O2, e o enunciado já entrega a informação mais importante para não cair em conta longa: 70% da água será decomposta. Primeiro, transforme massa em quantidade de matéria. Se 225 g de H2O têm massa molar de 18 g/mol, então há 12,5 mol de água no início. Como 70% se decompõe, sobra 30% da quantidade inicial, isto é, 3,75 mol de H2O. Agora vem o detalhe clássico de prova: concentração molar é quantidade de matéria dividida pelo volume. Como o recipiente tem 5 L, a concentração da água remanescente é 3,75/5 = 0,75 mol/L. Por isso, o gabarito é a alternativa C. A banca costuma explorar exatamente esse tipo de leitura: você pega o total inicial, aplica a porcentagem que resta e só no fim divide pelo volume. Parece simples, e é mesmo, desde que você não se perca no aquecimento nem nos gases formados.