Um reator foi carregado com 2,5 mols de etanol e 2,5 mols de ácido acético. A mistura foi levemente agitada e a reação de esterificação (ácido acético + etanol ⇆ acetato de etila + água) foi conduzida sob temperatura constante por tempo suficiente para que o sistema atingisse o equilíbrio. Nesta temperatura, a constante de equilíbrio, Kc, vale 4. O número de mols de acetato de etila presente no meio reacional após o equilíbrio ter sido atingido será, aproximadamente, igual a
- A)5,0.
Errada, porque 5,0 mols seria até maior do que a quantidade inicial de cada reagente, o que não faz sentido para um produto formado a partir de 2,5 mols de cada um.
- B)4,2.
Errada, porque 4,2 mols também exigiria uma formação de produto incompatível com o valor de Kc = 4 e com o consumo dos reagentes.
- C)2,5.
Errada, porque 2,5 mols seria o máximo teórico se toda a quantidade inicial de um reagente virasse produto, mas o equilíbrio impede conversão total.
- D)1,7.
Certa, pois ao montar Kc = x^2/(2,5 - x)^2 e resolver com Kc = 4, obtemos x ≈ 1,7 mol de acetato de etila.
- E)0,8.
Errada, porque 0,8 mol fica abaixo do valor obtido pela relação de equilíbrio dada pela constante Kc.
Gabarito: D
Em reações de equilíbrio, a ideia central é montar a expressão de Kc com as concentrações de reagentes e produtos no ponto em que o sistema para de variar. Aqui, a esterificação acontece assim: ácido acético + etanol ⇆ acetato de etila + água. Como os coeficientes são 1:1:1:1, a conta fica bem elegante: se x mols de acetato de etila forem formados, também aparecem x mols de água, e sobram 2,5 - x mols de cada reagente. Montando o Kc, temos: Kc = [acetato][água]/[ácido][etanol] = x^2/(2,5 - x)^2. Como o enunciado diz que Kc vale 4, então a raiz de 4 é 2, logo x/(2,5 - x) = 2. Fazendo a continha, x = 2(2,5 - x), ou seja, x = 5 - 2x, então 3x = 5 e x ≈ 1,67 mol. Portanto, o número de mols de acetato de etila no equilíbrio é aproximadamente 1,7 mol, que corresponde ao gabarito D. Repare como a banca costuma explorar isso: não basta saber a fórmula, você precisa traduzir o equilíbrio para uma equação simples. Sem drama, só álgebra com química. Um detalhe importante: como os dois reagentes começam em quantidades iguais e o produto ainda não existe no início, o raciocínio por variação x é o caminho mais seguro. Em concursos, essa montagem do ICE table costuma ser o coração da questão.