A formação de estalactites depende da reversibilidade de uma reação química. O carbonato de cálcio (CaCO3) é encontrado em depósitos subterrâneos na forma de pedra calcária. Quando um volume de água rica em CO2 dissolvido infiltra-se no calcário, o minério dissolve-se formando íons Ca2+ e HCO3 −. Numa segunda etapa, a solução aquosa desses íons chega a uma caverna e ocorre a reação inversa, promovendo a liberação de CO2 e a deposição de CaCO3, de acordo com a equação apresentada.
Ca2+ (aq) + 2 HCO3 − (aq) ⇌ CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O(l) ΔH = +40,94 kJ/mol
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. L.; WEAVER, G. C. Química geral e reações químicas. São Paulo: Cengage Learning, 2010 (adaptado).
Considerando o equilíbrio que ocorre na segunda etapa, a formação de carbonato será favorecida pelo(a)
- A
diminuição da concentração de íons OH− no meio.
- B
aumento da pressão do ar no interior da caverna.
- C
diminuição da concentração de HCO3 − no meio.
- D
aumento da temperatura no interior da caverna.
gabarito - E
aumento da concentração de CO2 dissolvido.
Resolução
A resposta correta se deve ao fato de que a reação de formação do carbonato de cálcio (CaCO3) é endotérmica, conforme indicado pelo valor positivo de ΔH (+40,94 kJ/mol). Em reações endotérmicas, a absorção de energia é necessária para que a reação ocorra, e o aumento da temperatura fornece essa energia adicional.
De acordo com o Princípio de Le Châtelier, quando um sistema em equilíbrio é submetido a uma mudança de temperatura, a reação se desloca no sentido que absorve o calor adicionado. Neste caso, o aumento da temperatura no interior da caverna favorece a formação de carbonato de cálcio (CaCO3), pois a reação se desloca no sentido endotérmico, absorvendo o calor e formando mais produto sólido.
As outras alternativas não favorecem a formação de carbonato de cálcio, pois não afetam diretamente o equilíbrio da reação ou a disponibilidade de energia para a formação do produto.