IME 2023 (CFG 2022/2023 · 1ª fase) · questão 40
Questão 40 IME 2023 · CFG 2022/2023 · 1ª fase: Equilíbrio químico e pH
Dois reatores A e B, com volumes invariáveis de 20 litros cada um, são aquecidos até atingir a temperatura de 819 °C. Cada um dos reatores possui uma válvula de segurança: a do reator A se abre automaticamente quando são produzidas em seu interior pressões iguais ou superiores a 1,5 atm, enquanto a do reator B se abre automaticamente quando são produzidas em seu interior pressões iguais ou superiores a 3,5 atm.
No reator A foi armazenada hidrazina líquida (N₂H₄), que se decompôs inteiramente em 0,163 mol de gás hidrogênio e 0,082 mol de gás nitrogênio a 819 °C.
No reator B encontram-se em equilíbrio amônia, \(1{,}03\times10^{-2}\) mol/L de N₂ e \(1{,}62\times10^{-2}\) mol/L de H₂, a 819 °C, com um valor de \(K_p\) (constante de equilíbrio em termos de pressão parcial) igual a 0,25.
Dados:
- massas atômicas: H = 1 u; N = 14 u;
- \(R = 0{,}082\) atm·L/(mol·K); e
- os gases se comportam idealmente.
Se aumentarmos em 10 °C a temperatura do reator A, podemos afirmar que:
- Aa válvula do reator A se abre e a do reator B permanece aberta.
- Ba válvula do reator A se abre e a do reator B permanece fechada.
- Ca válvula do reator A permanece fechada e a do reator B permanece aberta.
- Das válvulas de ambos os reatores permanecem fechadas.
- Eas válvulas de ambos os reatores permanecem abertas.