Disciplina: QuímicaProfessor: Rubens BarretoI Unidade

Equilíbrio Químico

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Situação na qual as concentrações dos participantes da reação n ã o se alteram, pois as rea ç õ es direta e inversa est ã o se processando com velocidades iguais. É uma situa ç ã o de equilíbrio dinâmico.

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Equilíbrios homogêneos e heterogêneos

Equilíbrios homogêneos são aqueles em que todos os participantes est ã o em uma mesma fase, constituindo, portanto, um sistema homogêneo.

Equil í brios heterog ê neos s ã o aqueles em que os participantes est ã o em mais de uma fase, constituindo, portanto, um sistema heterogêneo.

CONSTANTE DE EQUILÍBRIO EM FUNÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES

Equacionando matematicamente o equilíbrio

...considerando as duas primeiras reações:

A partir do momento em que o equilíbrio é alcançado.

Generalizando o conceito de Kc

O fato de o quociente das concentrações permanecer constante no equil í brio, devido à igualdade das velocidades de rea ç ã o direta e inversa, foi explicado em 1863 pelos qu í micos noruegueses Cato Maximilian Guldberg e Peter Waage.

Essa lei da natureza foi chamada por eles de Lei de Ação das Massas, hoje também chamada por alguns de Lei de Guldberg-Waage.

Espontaneidade de uma reação

Vamos tomar dois exemplos de equil íbrio químico e suas constantes de equilíbrio a 25°C:

Grau de equilíbrio

Rendimento da reação

Exercícios

1. Escreva a expressão de Kc para os seguintes equilíbrios:

a) CO(g) + Cl2 (g) COCl2 (g)

b) 2 NO2 (g) 2 NO(g) + O2 (g)

c) 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g)

2. Em determinadas condições de temperatura e pressão, existe 0,5 mol/L de N2O4 em equilíbrio com 2 mol/L de NO2, segundo a equação N2O4(g) NO2(g). Qual o valor da constante (Kc) desse equilíbrio, nas condições da experiência?

3. Numa das etapas de fabricação do ácido sulfúrico, ocorre a transformação de dióxido em trióxido de enxofre:

2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g)

Se, em determinadas condi ç õ es de press ã o e temperatura, existirem em equilíbrio, em um recipiente de 4,0 L, 0,80 mol de SO2, 1,25 mol de O2 e 2,0 mol de SO3, determine o valor de Kc, nessas condições.

4. Dentro de um recipiente contendo inicialmente apenas NO2,ocorre o seguinte processo, a temperatura constante:

2 NO2 (g) 2 NO(g) + O2 (g)

As concentra ç õ es dos participantes foram acompanhadas com o passar do tempo, tendo sido feito o gráfico abaixo.

a) Associe as curvas A, B e C aos participantes da reação.

b) Que ocorre de especial no tempo x?

c) Calcule Kc para o equilíbrio em questão.

Como saber que um sistema está em equilíbrio?

Substituir os valores das concentra çõ es na express ão da constante de equilíbrio; se o resultado numérico do cálculo for igual ao valor de Kc , na temperatura em quest ã o, o sistema estará em equilíbrio.

CONSTANTE DE EQUILÍBRIO EM FUNÇÃO DAS PRESSÕES PARCIAIS

Sua vez...

1. (FCC-BA) A respeito da reação: A + B C + 2 D, foram levantados os seguintes dados:

Dos cinco experimentos realizados, quatro já atingiram o equil íbrio. Em qual dos experimentos o equilíbrio ainda não foi atingido?

2. A 1 atm e temperatura constante, o gás chamado cis-but-2-eno se encontra em equilíbrio com outro, o trans-but-2-eno:

cis-but-2-eno(g) trans-but-2-eno(g)

Sabendo que o grau de equil í brio é 75%, calcule o valor de Kp para esse processo.

DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO

É possível alterar um equilíbrio químico?

Perturbação do equilíbrio

Deslocamento do equilíbrio

Princípio de Le Chatelier

Efeito da concentração

Se, em vez de aumentar a concentra ç ã o de N2O4, tiv éssemos aumentado a concentração de NO2?

Efeito da pressão

Há equilíbrios químicos que não são afetados pela pressão: trata-se daqueles em que o volume gasoso é igual em ambos os lados da equação

1 H2 (g) + 1 I2 (g) 2 HI(g).

Essas conclusões sobre efeito da pressão são válidas para todos os equilíbrios dos quais participem gases.

Efeito da temperatura

O aumento da temperatura provoca aumento da constante de equilíbrio para reações endotérmicas (ΔH > 0) e diminuição para exotérmicas (ΔH < 0).

Efeito do catalisador

Princípio de Le Chatelier

Se uma perturbação é aplicada a um sistema em equilíbrio, o equilíbrio irá se alterar para reduzir o efeito da perturbação.

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Sua vez...

1. (Fuvest-SP) A altas temperaturas, N2 reage com O2 produzindo NO, um poluente atmosférico:

N2(g) + O2(g) 2 NO(g)

À temperatura de 2.000 kelvin, a constante do equilíbrio acima é igual a 4,0 . 10 -4. Nessa temperatura, se as concentrações de equilíbrio de N2 e O2 forem, respectivamente, 4,0 . 10-3 e 1,0 . 10-3 mol/L, qual será a de NO?

2. (Cesgranrio-RJ) O sistema representado pela equação F + G H estava em equilíbrio. O estado de equilíbrio foi alterado bruscamente por uma adição da substância G. O sistema reage no sentido de restabelecer o equilíbrio. Qual dos gráficos a seguir melhor representa as modificações ocorridas ao longo do processo descrito?

3. (Uesb-BA) Considere o sistema em equil í brio representado pela equa ç ão química:

Com base nesse sistema e nos conhecimentos sobre equilíbrio químico e termoquímica, pode-se afirmar que haverá deslocamento do equilíbrio para a

01) direita, com o aumento da temperatura.02) esquerda, com o aumento da concentração de metanol.03) direita, diminuindo-se a concentração de hidrogênio.04) esquerda, com a diminuição da temperatura.05) esquerda, com o aumento da concentração de monóxido de carbono.

4. (UEMG) As equações a seguir representam sistemas em equilíbrio. O único sistema que não se desloca por alteração de pressão é:

Referências Bibliográficas

• Peruso, F. M.; do Canto, E. L. Qu í mica na abordagem do cotidiano - Físico-Química, V 2. 3a Ed., São Paulo: Saraiva, 2003.