3.as Séries3.as Séries
Profª Rosana Maria Dell´Agnolo ( Profª Rosana Maria Dell´Agnolo ( ducha)ducha)
MAGNOMAGNO20122012
Equilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
COCO(g)(g) + NO + NO2(g)2(g) COCO2(g)2(g) + NO + NO(g)(g)
1
2
Uma Uma Reação reversívelReação reversível se processa se processa simultaneamente simultaneamente nos dois sentidos.nos dois sentidos.
Os Os reagentes se transformam nos produtosreagentes se transformam nos produtos e, à medida e, à medida que se formam, os que se formam, os produtos regeneram os reagentesprodutos regeneram os reagentes iniciais.iniciais.
Equilíbrio Químico - ConceitoEquilíbrio Químico - Conceito
++
0,200,20
0,200,20
0,200,20
0,240,24
0,320,32
0,500,50
1,001,00
NONO2(g)2(g)
0,800,800,800,800,200,206060
0,800,800,800,800,200,205050
A reação A reação chegou ao chegou ao
equilíbrioequilíbrio
0,800,800,800,800,200,204040
0,760,760,760,760,240,243030
0,680,680,680,680,320,322020A reação está A reação está caminhandocaminhando
0,500,500,500,500,500,501010
A reação vai começarA reação vai começar00001,001,0000
(600°C)(600°C)NONO(g)(g)++COCO2(g)2(g)COCO(g)(g)Tempo de reação (min)Tempo de reação (min)
Concentração médiaConcentração média
Equilíbrio Químico -Equilíbrio Químico - Determinação ExperimentalDeterminação Experimental
1,001,00
0,800,80
0,600,60
0,400,40
0,200,20
00004040 Tempo (min)Tempo (min)
Concentração (mol/L)Concentração (mol/L)
EquilíbrioEquilíbrio
atingidoatingido
Produtos (COProdutos (CO22 e NO) e NO)
Reagentes (CO e NOReagentes (CO e NO22))
reação caminhandoreação caminhando estado de equilíbrioestado de equilíbrio
estado inicialestado inicial
Representação Gráfica do Representação Gráfica do EquilíbrioEquilíbrio
Equilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
Tempo (min)Tempo (min)
velocidadevelocidade
vv22
vv11
VV1 1 = V= V22
tt
reação diretareação direta
reação inversareação inversa
Ao atingir o Ao atingir o equilíbrio:equilíbrio:
Gráfico: Velocidade x TempoGráfico: Velocidade x TempoEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
Equilíbrio químico: estado no qual as Equilíbrio químico: estado no qual as velocidades das reações direta e velocidades das reações direta e inversa se igualaminversa se igualam..
Continuam ocorrendoContinuam ocorrendo tanto a tanto a reação direta quanto a inversareação direta quanto a inversa..
Conseqüentemente o equilíbrio é um Conseqüentemente o equilíbrio é um equilíbrio dinâmicoequilíbrio dinâmico..
Recordando: o equilíbrio químico só pode ser atingido em Recordando: o equilíbrio químico só pode ser atingido em sistemas sistemas fechadosfechados (onde não há troca de matéria e energia). (onde não há troca de matéria e energia).
Conceito de Equilíbrio QuímicoConceito de Equilíbrio QuímicoEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
Equilíbrios homogêneos: ocorrem em reações nas quais todos Equilíbrios homogêneos: ocorrem em reações nas quais todos os os reagentes e produtosreagentes e produtos formam um formam um sistema homogêneosistema homogêneo..
Exemplos:Exemplos:
Sistemas gasosos:Sistemas gasosos:
HH2 (g)2 (g) + I + I2(g) 2(g) 2 HI 2 HI(g)(g)
Soluções:Soluções:
CHCH33COOHCOOH(aq)(aq) + C + C22HH55OHOH(aq)(aq) CH CH33COOCCOOC22HH5(aq)5(aq) + H + H22OO(l)(l)
Equilíbrio HomogêneoEquilíbrio HomogêneoEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
Exemplos:Exemplos:
Substâncias sólidas e gasosas:Substâncias sólidas e gasosas:
2C2C(s)(s) + O + O2 (g)2 (g) 2 CO 2 CO(g)(g)
Solução saturada e o precipitado correspondente:Solução saturada e o precipitado correspondente:
BaSOBaSO4 (s)4 (s) Ba Ba2+2+(aq)(aq) + SO + SO44
2-2-(aq)(aq)
Equilíbrios heterogêneos: ocorrem em reações nas quais todos Equilíbrios heterogêneos: ocorrem em reações nas quais todos os os reagentes e produtosreagentes e produtos formam um formam um sistema heterogêneosistema heterogêneo..
Equilíbrio HeterogêneoEquilíbrio HeterogêneoEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
==Quantidade de mols que reagiuQuantidade de mols que reagiu
Quantidade inicial de molsQuantidade inicial de mols
Próximo de 1 (ou 100%)Próximo de 1 (ou 100%)::
Próximo de 0Próximo de 0::
rendimento da reação é granderendimento da reação é grande
rendimento da reação é pequenorendimento da reação é pequeno
<<00 11<< <<00 100100<<ee
Grau de EquilíbrioGrau de EquilíbrioEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
==Quantidade de mols de CO que reagiuQuantidade de mols de CO que reagiu
Quantidade inicial de molsQuantidade inicial de mols
++
0,200,20
1,001,00
NONO2(g)2(g)
0,800,800,800,800,200,20
00001,001,00InícioInício
(600°C)(600°C)NONO(g)(g)++COCO2(g)2(g)COCO(g)(g)reaçãoreação
EquilíbrioEquilíbrio
==1,00 - 0,201,00 - 0,20
1,001,00
= = 80%80%= = 0,800,80
ouou
Grau de EquilíbrioGrau de EquilíbrioEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
Na reação, em sistema fechado e à 600°C, temos :Na reação, em sistema fechado e à 600°C, temos :
++ NONO2(g)2(g) NONO(g)(g)++COCO2(g)2(g)COCO(g)(g)
velocidade da reação direta:velocidade da reação direta:
velocidade da reação inversa:velocidade da reação inversa:
no equilíbrio as velocidades da reação direta e inversa são iguais:no equilíbrio as velocidades da reação direta e inversa são iguais:
VV11 = k = k11 [CO] [NO [CO] [NO22]]
VV22 = k = k22 [CO [CO22] [NO]] [NO]
VV11 = V = V22 = k = k11 [CO] [NO [CO] [NO22] = k] = k22 [CO [CO22] [NO]] [NO]
ououkk11
kk22
==[CO] [NO[CO] [NO22]]
[CO[CO22] [NO]] [NO]
Constante de EquilíbrioConstante de EquilíbrioEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
kk11
kk22
==[CO] [NO[CO] [NO22]]
[CO[CO22] [NO]] [NO]
KKcc é chamado de constante de equilíbrio em termos de é chamado de constante de equilíbrio em termos de
concentrações em mol/Lconcentrações em mol/L
Constante de EquilíbrioConstante de Equilíbrio
KKCC
Equilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
kk11
kk22
==[CO] [NO[CO] [NO22]]
[CO[CO22] [NO]] [NO]KKcc ==
Dada a reação:Dada a reação:
COCO(g)(g) + NO + NO2(g)2(g) COCO2(g)2(g) + NO + NO(g)(g)
KKpp é chamado de constante de equilíbrio em termos das é chamado de constante de equilíbrio em termos das
pressões parciais dos gases da reaçãopressões parciais dos gases da reação
KKpp ==p(CO).p(NOp(CO).p(NO22))
p(COp(CO22).p(NO)).p(NO)
Constante de EquilíbrioConstante de Equilíbrio
KKPP
Equilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
)g(2(s))s(3 CO+CaO CaCO
][ 2COKC
Dada a reação:Dada a reação:
Equilíbrios HeterogêneosEquilíbrios HeterogêneosEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
2pCOK p
OUOU
b+aba
d+cdc
p )RT(]B[]A[)RT(]D[]C[
=K )()()( badccp RTKK
ncp RTKK
badcn
)(
)()(
0n* Quando* Quando pc KK
Relação entre KRelação entre KPP e K e KCC
Equilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)
[CO[CO22] [NO]] [NO]
[CO] [NO[CO] [NO22]]QQ ==++
0,200,20
0,200,20
0,200,20
0,240,24
0,320,32
0,500,50
1,001,00
NONO2(g)2(g)
0,800,800,800,800,200,206060
0,800,800,800,800,200,205050
0,800,800,800,800,200,204040
0,760,760,760,760,240,243030
0,680,680,680,680,320,322020
0,500,500,500,500,500,501010
00001,001,0000
(600°C)(600°C)NONO(g)(g)++COCO2(g)2(g)COCO(g)(g)
Tempo de reação (min)Tempo de reação (min)
00
1,001,00
4,524,52
10,0310,03
16,0016,00
16,0016,00
16,0016,00
Verificando se o sistema atingiu o equilíbrioVerificando se o sistema atingiu o equilíbrio
Quociente de ReaçãoQuociente de ReaçãoEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
0,200,20
1,001,00
0,800,800,800,800,200,20
00001,001,00
++ NONO2(g)2(g) (600°C)(600°C)NONO(g)(g)++COCO2(g)2(g)COCO(g)(g)
0,0530,053
1,001,00
0,9470,9470,9470,9471,0531,053
00002,002,00
1º experimento1º experimento
2º experimento2º experimento
concentrações iniciais concentrações iniciais (mol/L)(mol/L)
concentrações no concentrações no equilíbrio(mol/L)equilíbrio(mol/L)
concentrações no concentrações no equilíbrio (mol/L)equilíbrio (mol/L)
concentrações iniciais concentrações iniciais (mol/L)(mol/L)
QQ ==0,80 . 0,800,80 . 0,80
0,20 . 0,200,20 . 0,20== 1616
QQ ==0,947 . 0,9470,947 . 0,947
1,053 . 0,0531,053 . 0,053== 1616
[CO[CO22] [NO]] [NO]
[CO] [NO[CO] [NO22]]QQ = =
[CO[CO22] [NO]] [NO]
[CO] [NO[CO] [NO22]]QQ = =
Condição de EquilíbrioCondição de Equilíbrio
Quociente de ReaçãoQuociente de ReaçãoEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico
O valor de Q é igual em todos os casosO valor de Q é igual em todos os casos..
Independentemente da maneira pela qual o equilíbrio foi Independentemente da maneira pela qual o equilíbrio foi estabelecido, o valor de estabelecido, o valor de Q é uma constante do equilíbrio Q é uma constante do equilíbrio à 600°Cà 600°C..
Essa constante é conhecida como Essa constante é conhecida como constante de constante de equilíbrioequilíbrio, , KK, para uma reação àquela temperatura., para uma reação àquela temperatura.
No equilíbrio: Q = KNo equilíbrio: Q = K
Essa igualdade descreve a condição que é obedecida por um Essa igualdade descreve a condição que é obedecida por um sistema em equilíbrio, por isso ela é a sistema em equilíbrio, por isso ela é a condição de equilíbriocondição de equilíbrio..
Constante de EquilíbrioConstante de Equilíbrio
Quociente de ReaçãoQuociente de ReaçãoEquilíbrio QuímicoEquilíbrio Químico