Questão 117 do ENEM 2025 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar o equilíbrio químico apresentado e aplicar o Princípio de Le Chatelier. O objetivo é descobrir qual alteração no sistema favorece a formação de $\text{TiCl}_4$, ou seja, qual ação desloca o equilíbrio para a direita (sentido dos produtos).

A equação química fornecida é: $\text{TiO}_2 \text{ (s)} + 2 \text{ Cl}_2 \text{ (g)} \rightleftharpoons \text{TiCl}_4 \text{ (g)} + \text{O}_2 \text{ (g)} \quad \Delta\text{H} = +175 \text{ kJ/mol}$

Vamos avaliar cada uma das alternativas com base no Princípio de Le Chatelier, que estabelece que quando uma perturbação é aplicada a um sistema em equilíbrio, o sistema se ajusta para minimizar essa perturbação.

Análise das alternativas:

• A) Aumentando a pressão total do sistema: O aumento da pressão total (por diminuição do volume, por exemplo) desloca o equilíbrio para o lado com o menor número de mols de substâncias no estado gasoso. Observando a equação, temos $2 \text{ mols}$ de gás nos reagentes ($2 \text{ Cl}_2$) e $2 \text{ mols}$ de gás nos produtos ($1 \text{ TiCl}_4 + 1 \text{ O}_2$). Como o número de mols de gás é igual em ambos os lados, a variação da pressão total não desloca o equilíbrio.
• B) Diminuindo a temperatura do sistema: A variação de entalpia da reação é $\Delta\text{H} = +175 \text{ kJ/mol}$, o que indica que a reação direta é endotérmica (absorve calor). Diminuir a temperatura favorece o sentido exotérmico (que libera calor para compensar a queda de temperatura), ou seja, o sentido inverso. Isso diminuiria a formação de $\text{TiCl}_4$.
• C) Aumentando a pressão parcial de $\text{O}_2$: O $\text{O}_2$ é um dos produtos da reação. Aumentar sua pressão parcial (o que equivale a aumentar sua concentração no sistema) fará com que o sistema tente consumi-lo, deslocando o equilíbrio para a esquerda (sentido dos reagentes).
• D) Aumentando a pressão parcial de $\text{Cl}_2$: O $\text{Cl}_2$ é um reagente. Ao aumentar sua pressão parcial, o sistema tentará consumir esse excesso adicionado, deslocando o equilíbrio para a direita (sentido dos produtos). Isso favorece diretamente a formação de $\text{TiCl}_4$.
• E) Variando a quantidade de $\text{TiO}_2$: O $\text{TiO}_2$ encontra-se no estado sólido. A adição ou remoção de um sólido puro não altera sua concentração no sistema (sua atividade é considerada constante e igual a $1$) e, portanto, não provoca deslocamento do equilíbrio químico.

Dessa forma, a única ação que favorece a formação do produto desejado é o aumento da pressão parcial do gás cloro.