Questão 123 do ENEM 2025 — Química
Para a produção de titânio metálico ou dióxido de titânio puros, é necessário fazer a cloração do minério que contém dióxido de titânio, com o objetivo de separar esse óxido de outras substâncias presentes no minério. A principal reação química de cloração é representada por:
TiO2 (s) + 2 Cl2 (g) TiCl4 (g) + O2 (g) ΔH = +175 kJ/mol
Depois da cloração, o tetracloreto de titânio é condensado e convertido, novamente, a dióxido de titânio.
Após o sistema atingir o equilíbrio químico, como a formação do TiCl4 pode ser favorecida?
Resolução comentada
A questão cobra o princípio de Le Chatelier: o que desloca um equilíbrio químico no sentido dos produtos. A reação é TiO2(s) + 2 Cl2(g) ⇌ TiCl4(g) + O2(g), endotérmica (ΔH = +175 kJ/mol), e o enunciado pergunta como favorecer a formação de TiCl4, isto é, deslocar o equilíbrio para a direita.
Analise cada fator. Pressão total: só importa a fase gasosa, e há 2 mol de gás nos reagentes (2 Cl2) e 2 mol nos produtos (TiCl4 + O2). Como o número de mols gasosos não muda, alterar a pressão total não desloca o equilíbrio. Sólido não entra na expressão da constante: Kp = (pTiCl4 · pO2) / pCl22. Por isso, variar a quantidade de TiO2, que é sólido, também não altera nada.
Aumentar a pressão parcial de Cl2 eleva a concentração de um reagente. O sistema reage consumindo o excesso, ou seja, desloca-se para a direita e forma mais TiCl4.
Os distratores: diminuir a temperatura favorece a reação exotérmica, que aqui é a inversa, então o TiCl4 diminuiria (para favorecê-lo seria preciso aquecer). Aumentar a pressão parcial de O2 acrescenta produto e desloca o equilíbrio para a esquerda. Quem confunde a presença de gases com variação de mols acaba escolhendo a pressão total, mas ela só teria efeito se houvesse diferença entre os mols gasosos dos dois lados.