EQUILÍBRIO QUÍMICO

Estudo das reações reversíveis

Reações Reversíveis

  REAGENTES PRODUTOS  N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

V1= .......................................... V2= .............................

V1

V2

Equilíbrio Dinâmico

V1 = V2

Constante de Equilíbrio (Kc)

Constante de equilíbrio em função das Concentrações = Kc.

Ex.: V1 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

V2Kc = ...........................

 Obs.: (1) Substâncias sólidas e líquidas possuem concentrações molares praticamente constantes, portanto, não farão parte de Kc.

 

(2) Kc = Produtos

Constante de Equilíbrio (Kp)

Constante de equilíbrio em função das Pressões Parciais = Kp.  N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)

Para o exemplo citado acima temos: Kp = ( pNH3)

2

( pN2) . ( pH2) 3

 

Exercícios

1. Escreva as expressões matemáticas das constantes Kc e Kp, dando as respectivas unidades, dos seguintes equilíbrios, em fase gasosa:

a) 2CO + O2 = 2CO2

b) H2 + I2 = 2HIc) 2 N2H4 + 2 NO2 = 3N2 + 4H2O

2. Calcule a constante de equilíbrio, em termos de concentração, para a reação representada pela equação química 2 SO2 + O2 = 2SO3, sabendo que nas condições de temperatura e pressão em que se encontra o sistema existem as seguintes concentrações dos compostos presentes no equilíbrio:

SO3 = 0,1mol/L; O2 = 1,5 mol/L; SO2 = 1,0 mol/L.

3. O pentacloreto de fósforo é um reagente muito importante em Química Orgânica. Ele é preparado em fase gasosa através da reação:

PCl3(g) + Cl2(g) = PCl5(g). Um frasco de 3,00 L contém as seguintes quantidades de equilíbrio, a 200°C: 0,120 mol de PCl5; 0,600mol de PCl3; e 0,0120 mol de

Cl2. Calcule o valor da constante de equilíbrio, em (mol/L)-1, a essa temperatura.

Exercícios

4. 1 mol de hidrogênio e 1 mol de iodo são misturados a 500°C; as substâncias reagem e, após certo

tempo, chega-se a um equilíbrio, onde se constata a presença de 0,22 mol de hidrogênio residual. Qual a

constante de equilíbrio (Kc), nessas condições?5. 1 mol de H2 e 1 mol de Br2 são colocados em um

recipiente de 10 L de capacidade, a 575°C. Atingindo-se o equilíbrio, a analise do sistema

mostrou que 0,20 mol de HBr está presente. Calcule o valor Kc, a 575°C, para a reação:

H2(g) + Br2(g) = 2HBr(g).

Deslocamento de Equilíbrio: Princípio de Le Chatellier

Princípio de Le Chatellier: ao sofrer uma ação externa, o equilíbrio se desloca para minimizar esta ação.

Deslocamento de Equilíbrio

* Pressão = P desloca eq. para o lado de menor Volume

P desloca eq para o lado de maior Volume

Ao abrirmos uma garrafa de refrigerante rapidamente, ocorre a diminuição da pressão, que desloca o equilíbrio químico formando o CO2 (g)

 

Deslocamento de Equilíbrio

Temperatura = T desloca eq. no sentido das reações endotérmicas

T desloca eq. no sentido da

reações exotérmicas 

Deslocamento de Equilíbrio

* Concentração = conc. desloca o equilíbrio no sentido de seu consumo conc. desloca o equilíbrio para sua formação

Deslocamento de Equilíbrio

Catalisador: não desloca o equilíbrio químico. Ele apenas acelera a velocidade das reações antes de atingir o equilíbrio.

Exercícios

6. Analisando o equilíbrio abaixo, qual o efeito produzido:

N2(g) + 3 H2(g) = 2NH3(g) + 22Kcal

a) Por um aumento da pressão?

b) Por um aumento da temperatura?

c) Pela introdução de H2 no sistema?

d) Pela introdução de NH3 no sistema?

Equilíbrio Iônico

Constante de Ionização

Ex.: HCN(aq.) + H2O(l) H3O+

(aq.) + CN-(aq.)

 

Kc =   Ki

Obs.: Considerando que a água é o solvente e sua concentração não varia, conclui-se que ela é constante – logo não faz parte do Kc 

Equilíbrio Iônico

Ka – ionização de um ácido

Kb – dissociação de uma base

Quanto maior o valor da Ki, maior a força de um eletrólito

Exercício

7. O grau de ionização do ácido acético é igual a 1%. Em uma solução aquosa 0,2 molar desse ácido, determine:

a) A concentração molar dos íons H+ .b) A concentração molar dos íons acetatoc) A concentração molar do ácido não

ionizadod) O valor da constante de equilíbrio.

Equilíbrio Iônico da Água (pH e pOH)

A 25oC: H2O(l) H+

(aq) + OH-(aq)

10-7 mol/L 10-7 mol/L

Constante= Kw (Produto Iônico da água)

  Kw = [H+] . [OH- ]

A 25oC: Kw = 10-7 . 10-7

Kw = 10 –14

 

Equilíbrio Iônico da Água (pH e pOH)

pH = -log [H+]

pH ácido neutro básico

0 7 14

pOH básico neutro ácido pOH = -log [OH-]

pH + pOH = 14

Equilíbrio Iônico da Água (pH e pOH)

Kw = [H+] . [OH- ]

Para sol. ácidas: [H+ ] > 10-7 / [ OH- ] < 10-7

pH < 7 e pOH > 7

Equilíbrio Iônico da Água (pH e pOH)

Kw = [H+] . [OH- ]

Para sol. básicas : [ H+ ] < 10-7 / [OH- ] > 10-7

pH > 7 pOH < 7

Exercícios

8. Relacione os seguintes itens com os conceitos: ácido, básico e neutro:

a)     Uma coca-cola tem concentração de íons H+ igual a 10-3 mol/L. Qual seu pH?

Exercícios

b) Um antiácido dissolvido em água tem concentração de OH- igual a 10-5 mol/L. Qual seu pH?

c)      Uma solução tem concentração de H+ igual a de OH- . Qual seu pH e pOH

Exercícios

9. A concentração de íons OH- em uma amostra de sangue é 2,5.10-7 mol/L. Calcule o pH desse sangue. (Dado: log 2 = 0,3).