Questão 123 — ENEM 2025 (Natureza)

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?

• A) Aumentando a pressão total do sistema.
• B) Diminuindo a temperatura do sistema.
• C) Aumentando a pressão parcial de O₂.
• D) Aumentando a pressão parcial de Cl₂. — Gabarito (resposta correta)
• E) Variando a quantidade de TiO₂.

Resolução

Esta questão avalia o Princípio de Le Chatelier, que afirma que, ao se perturbar um sistema em equilíbrio, ele reage de modo a minimizar essa perturbação, deslocando-se para o lado que contrabalance a mudança.

A reação em análise é:

\text{TiO}_2\text{(s)} + 2\,\text{Cl}_2\text{(g)} \rightleftharpoons \text{TiCl}_4\text{(g)} + \text{O}_2\text{(g)} \quad \Delta H = +175\,\text{kJ/mol}

Aumentar a pressão parcial de \text{Cl}_2 equivale a aumentar a concentração de um reagente. Pelo Princípio de Le Chatelier, o sistema se desloca no sentido direto (para a direita) para consumir o excesso de \text{Cl}_2, favorecendo a produção de \text{TiCl}_4. Esta é a alternativa correta.

As demais opções estão incorretas pelos seguintes motivos:

• Aumentar a pressão total não desloca o equilíbrio, pois o número de mols de gás é igual nos dois lados da equação (2 mols de \text{Cl}_2 nos reagentes e 1 mol de \text{TiCl}_4 + 1 mol de \text{O}_2 nos produtos).
• Diminuir a temperatura desfavorece a reação, pois ela é endotérmica (\Delta H > 0). O equilíbrio se deslocaria para a esquerda, reduzindo a formação de \text{TiCl}_4.
• Aumentar a pressão parcial de \text{O}_2 aumenta a concentração de um produto, deslocando o equilíbrio para a esquerda — o oposto do desejado.
• Variar a quantidade de \text{TiO}_2 não afeta o equilíbrio, pois é um sólido e sua concentração não entra na expressão da constante de equilíbrio K_c.

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