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Equilíbrio Químico•São poucas as reacções que se dão num único sentido, a maioria é reversível

em maior ou menor extensão

Ex: N2O4 (g) 2NO2 (g)

•O equilíbrio químico é atingido quando as velocidades das reacções directa e

inversa são iguais e as concentrações dos reagentes e dos produtos não variam

com o tempo.

•Figura 1: Variação das concentrações de NO2 e N2O4 ao longo do tempo em três situações diferentes:

(a) no inicio só está presente NO2; (b) no inicio só está presente N2O4; (c) no inicio só está presente

uma mistura de NO2 e N2O4.

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Formas de exprimir as constantes de equilíbrio

•Equilíbrio é caracterizado por uma constante (Ke) que no caso da reacção acima é dada

•Equilíbrio homogéneo: quando todas as espécies envolvidas se encontram na mesma fase

aA (g) bB (g)

Em fase gasosa as concentrações podem ser expressas em atm. A Ke está relacionado com o Kp

através da equação

R = Constante dos gases perfeitos (0,0821 Latm/(K.mol)

T = Temperatura (K)

n = b-a = moles de produtos no estado gasoso – moles de reagentes no estado gasoso.

•Equilíbrio heterogéneo: é uma reacção reversível envolvendo reagentes e produtos em fases

diferentes.

CaCO3 (s) CaO (s) +CO2 (g)

nRTKeKp )(

a

b

A

BKe

22 COPCOKe

42

22

ON

NOKe

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•Equilíbrio múltiplo

A + B C + D

C + D E + F

A + B E + F

Factores que afectam o equilíbrio químico

1. Concentração

2. Pressão: só afecta as concentrações dos gases.

3. Volume: afecta os gases uma vez que tanto líquidos como sólidos o

volume é constante.

4. Temperatura: um aumento da temperatura favorece reacções

endotérmicas e uma diminuição de temperatura favorece reacções

exotérmicas.

21

2

1

KeKeBA

FEKe

DC

FEKe

BA

DCKe

T

4

Em caso de perturbação do sistema o que é que acontece?

Principio de Le Chatelier: se um sistema em

equilibrio fôr perturbado externamente, o

sistema ajusta-se de forma a minimizar a

acção dessa perturbação.

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Variação da concentração no equilíbrio químico

Ex: A 350ºC a constante de equilíbrio Ke para a reacção N2(g)+3H2(g)

NH3(g) é de 2,37x10-3. Numa dada experiência, as concentrações

de equilíbrio são para N2 = 0,683 M; H2 = 8,80 M e NH3 =1,05 M.

Suponhamos que se adicionar à mistura algum NH3 de forma a que a

concentração aumente para 3,65M.

(a) Use o principio de Le Chatelier para prever o sentido em que a

reacção se desloca até atingir um novo equilíbrio.

(b) Confirme a previsão calculando o quociente reaccional Qc e compare

o seu valor com Ke.

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Variação da pressão no equilíbrio químico

• Variações na pressão não afectam as concentrações das espécies reagentes nas fases

condensadas (por exemplo, numa solução aquosa) porque os líquidos e os sólidos são

virtualmente incompressíveis.

• Por outro lado, as concentrações dos gases são geralmente afectadas por variações de pressão.

• Exemplo: considere os seguintes sistemas em equilíbrio

– (a) 2PbS(s)+3O2(g) 2PbO(s)+2SO2(g)

– (b)PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)

– (c)H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)

• Preveja o sentido da reacção global, em cada um dos casos, em resultado de um aumento de

pressão (diminuição de volume) no sistema a temperatura constante.

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Variação da pressão no equilíbrio químico

• Uma variação na temperatura pode alterar a

constante de equilíbrio. Os outros factores não

provocam essa alteração.

• Um aumento de temperatura favorece reacções

endotérmicas e uma diminuição de temperatura

favorece reacções exotérmicas.

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Exercício: Considere o seguinte sistema em equilíbrio:

N2F4 (g) 2NF2 (g) Hº = 38,5 KJ

Preveja as alterações no equilíbrio se

(a) A mistura reaccional for aquecida a volume constante;

(b) O gás NF2 for removido da mistura reaccional a temperatura e volume

constantes;

(c) A pressão da mistura reaccional diminuir a temperatura constante;

(d) Um gás inerte, como o hélio, for adicionado à mistura reaccional a

volume e temperatura constante.