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EQUILÍBRIO QUÍMICO
Estudo das reações reversíveis
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Reações Reversíveis
REAGENTES PRODUTOS N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
V1= .......................................... V2= .............................
V1
V2
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Equilíbrio Dinâmico
V1 = V2
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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
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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
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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.
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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).
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Deslocamento de Equilíbrio: Princípio de Le Chatellier
Princípio de Le Chatellier: ao sofrer uma ação externa, o equilíbrio se desloca para minimizar esta ação.
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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)
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Deslocamento de Equilíbrio
Temperatura = T desloca eq. no sentido das reações endotérmicas
T desloca eq. no sentido da
reações exotérmicas
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Deslocamento de Equilíbrio
* Concentração = conc. desloca o equilíbrio no sentido de seu consumo conc. desloca o equilíbrio para sua formação
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Deslocamento de Equilíbrio
Catalisador: não desloca o equilíbrio químico. Ele apenas acelera a velocidade das reações antes de atingir o equilíbrio.
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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?
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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
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Equilíbrio Iônico
Ka – ionização de um ácido
Kb – dissociação de uma base
Quanto maior o valor da Ki, maior a força de um eletrólito
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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.
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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
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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
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Equilíbrio Iônico da Água (pH e pOH)
Kw = [H+] . [OH- ]
Para sol. ácidas: [H+ ] > 10-7 / [ OH- ] < 10-7
pH < 7 e pOH > 7
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Equilíbrio Iônico da Água (pH e pOH)
Kw = [H+] . [OH- ]
Para sol. básicas : [ H+ ] < 10-7 / [OH- ] > 10-7
pH > 7 pOH < 7
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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?
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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
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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).