Um novo sistema para captar água no deserto foi proposto por um grupo de pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley. O sistema se baseia em compostos constituídos por íons metálicos conectados por moléculas orgânicas, os MOFs (Metal organic frameworks), de modo a gerar estruturas porosas, como mostrado na Figura A abaixo. O MOF foi inserido dentro de uma caixa coletora de água (Figura B). Durante a noite, a tampa da caixa fica aberta e o MOF captura água do ar do deserto, mantendo as moléculas de água aprisionadas dentro dos poros do material. No início do dia, a tampa é fechada e, com o calor, a água é expulsa do MOF e se condensa na tampa e nas paredes da caixa. a) Considere o sistema em equilíbrio a seguir: MOF (s) + xH2O (g) ⇄ MOF•xH2O (s) A reação no sentido direto, que ocorre no sistema coletor de água durante a noite, é um processo endotérmico ou exotérmico? Justifique sua resposta. b) Considerando o equilíbrio do item "a" e comparando a situação em dois locais com diferentes condições de umidade relativa, o sistema de coleta terá maior eficiência na captura (sorção) de água no local de maior ou de menor umidade relativa? Por quê?
#UFPR
#VESTIBULAR
Soluções para a tarefa
a) O processo é exotérmico.
Como durante a noite a água é capturada nos poros, isso indica que a reação é exotérmica, pois a formação de ligações armazena energia na estrutura.
Além disso, diminuir a temperatura também favorece a reação no sentido direto, pois o volume de MOF•xH2O é menor que MOF (s) + xH2O (g).
b) O sistema de coleta terá maior eficiência em local com maior umidade.
Uma maior quantidade de xH2O disponível no meio irá favorecer a equação no sentido direto, visto que haverá maior concentração de água no ar haverá maior disponibilidade de ser capturada.
Logo, um local com maior umidade relativa terá mais eficiência.
Espero ter ajudado!
Resposta:
Correção em relação a resposta verificada:
O adendo dado em "além disso", não faz uma correlação correta entre causa e consequência. É dito que a diminuição da temperatura ??favorece o sentido direto por ter menor volume??. O volume não tem relação alguma com o deslocamento do equilíbrio em decorrência da diminuição/ aumento da temperatura. Na verdade, a temperatura aumenta as colisões efetivas tanto da reação direta como dá inversa, no entanto, FAVORECE MAIS o lado endotérmico. Por isso que a redução da temperatura favorece o sentido direto.
Quanto à segunda questão, a explicação está correta. Seria importante, contudo, dizer que o deslocamento do equilíbrio ocorre segundo o Princípio de Le Chatelier, o qual nos diz que o aumento da concentração de reagentes de um dos lados (ambiente com umidade relativa alta é um ambiente com mais água no estado gasoso), deslocará a reação no outro sentido.
Mencionar os autores e os princípios utilizados para responder às questões de segunda fase dão mais crédito a sua resposta. Na verdade, às vezes você pode perder pontos por não fazer essa menção