Aula 11 Equilíbrio Químico e Temperatura
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Aula 11
Equilíbrio Químico e Temperatura
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Química e Biologia
Dr. Tiago P. Camargo
Equilíbrio Químico
2( ) 2( ) 2 ( )2 2g g gN O N O⎯⎯→+ ⎯⎯
Exemplo 10.7 - Atkins
Sob certas condições o oxigênio reage com nitrogênio para gerar o óxido de dinittrogênio (N2O). Imagine que uma mistura de 0,482 mol de N2 e 0,933 mol de O2 é colocada em um balão de 10,0 L a uma temperatura de 800 K, sabendo-se que K = 3,2 x10-28 para a reação nesta temperatura.
Calcule a composição dos gases no equilíbrio...?
j jp V n RT= Constante R = 8,314x10-2 L.bar.K-1.mol-1
N2 O2 N2O
Etapa 1. Antes do equilíbrio
Etapa 2. Mudanças na pressão -2x -x +2x
Etapa 3. Pressão parcial final
Equilíbrio Químico
Princípio de Le Chatelier: Quando uma perturbação exterior é aplicada a um sistema em equilíbrio dinâmico, ele tende a se ajustar para reduzir ao mínimo o efeito da perturbação.
aA bB cC dD⎯⎯→+ +⎯⎯
c d
a b
C DK
A B=
Adição de reagentes → Equilíbrio deslocado para os produtos
Remoção de produtos → Equilíbrio desloca para os reagentes
Equilíbrio Químico
Exemplo 10.10 - Atkins
Suponha que colocamos 3,12 g de PCl5 em um recipiente de 500 mL e que a amostra atingiu o equilíbrio com os produtos de decomposição a 250oC com K = 78,3 para a reação:
5( ) 3( ) 2( )g g gPCl PCl Cl⎯⎯→ +⎯⎯
Adicione 0,010 mol de Cl2 ao balão até que o sistema atinja novamente o equilíbrio
PCl5 PCl3 Cl2
Etapa 1. Antes do equilíbrio
Etapa 2. Mudanças na pressão -x +x +x
Etapa 3. Pressão parcial final
j jp V n RT= Constante R = 8,314x10-2 L.bar.K-1.mol-1
Equilíbrio QuímicoSuponha que colocamos 3,12 g de PCl5 em um recipiente de 500 mL e que a amostra atingiu o equilíbrio com os produtos de decomposição a 250oC com K = 78,3 para a reação:
Equilíbrio QuímicoSuponha que colocamos 3,12 g de PCl5 em um recipiente de 500 mL e que a amostra atingiu o equilíbrio com os produtos de decomposição a 250oC com K = 78,3 para a reação:
Equilíbrio Químico
Exemplo 10.10 - Atkins
Suponha que colocamos 3,12 g de PCl5 em um recipiente de 500 mL e que a amostra atingiu o equilíbrio com os produtos de decomposição a 250oC com K = 78,3 para a reação:
5( ) 3( ) 2( )g g gPCl PCl Cl⎯⎯→ +⎯⎯
Adicione 0,010 mol de Cl2 ao balão até que o sistema atinja novamente o equilíbrio
PCl5 PCl3 Cl2
Etapa 1. Antes do equilíbrio 0,02 1,28 1,28
Etapa 2. Mudanças na pressão -x +x +x
Etapa 3. Pressão parcial final
j jp V n RT= Constante R = 8,314x10-2 L.bar.K-1.mol-1
Equilíbrio QuímicoSuponha que colocamos 3,12 g de PCl5 em um recipiente de 500 mL e que a amostra atingiu o equilíbrio com os produtos de decomposição a 250oC com K = 78,3 para a reação:
Equilíbrio QuímicoSuponha que colocamos 3,12 g de PCl5 em um recipiente de 500 mL e que a amostra atingiu o equilíbrio com os produtos de decomposição a 250oC com K = 78,3 para a reação:
Equilíbrio Químico
Temperatura e Equilíbrio – Como a temperatura pode afetar um sistema em equilíbrio..?
( )aA bB cC dD energia exotérmica⎯⎯→+ + +⎯⎯
( )aA bB energia cC dD endotérmica⎯⎯→+ + +⎯⎯
Reação que libera energia...
Reação que absorve energia...
Equilíbrio Químico
Temperatura e Equilíbrio – Como a temperatura pode afetar um sistema em equilíbrio..?
Uma das etapas da síntese industrial do ácido sulfúrico é a preparação do trióxido de enxofre pela reação
entre o SO2 e O2 na presença de um catalisador de Vanádio. Prediga como o equilíbrio desta reação pode
ser afetado pela elevação da temperatura.
Equilíbrio Químico
Temperatura e Equilíbrio – Como a temperatura pode afetar um sistema em equilíbrio..?
Uma das etapas da síntese industrial do ácido sulfúrico é a preparação do trióxido de enxofre pela reação
entre o SO2 e O2 na presença de um catalisador de Vanádio. Prediga como o equilíbrio desta reação pode
ser afetado pela elevação da temperatura.
Equilíbrio Químico
Deslocamento do equilíbrio com a temperatura (a) a 100oC – frasco castanho pela alta concentração de NO2 (b) a 0oC – o equilíbrio é deslocado para formação de N2O4 - Incolor
2 4( ) 2( )g gN O NO⎯⎯→⎯⎯
Equilíbrio Químico
O efeito da temperatura na composição do equilíbrio é uma consequência da dependência de K com a temperatura.
Equilíbrio Químico
Predição do valor da constante de equilíbrio em diferentes temperaturas..
A constante de equilíbrio K da síntese da amônia é 6,8x105 em 298 K. Prediga seu valor a 400 K. Dados: ΔHr = -92,22 kJ.mol-1 e R = 8,314 J.K-1.mol-1 .
Equilíbrio Químico
Predição do valor da constante de equilíbrio em diferentes temperaturas..
A constante de equilíbrio K da síntese da amônia é 6,8x105 em 298 K. Prediga seu valor a 400 K. Dados: ΔHr = -92,22 kJ.mol-1 e R = 8,314 J.K-1.mol-1 .
Equilíbrio Químico
Catalisadores..
Mudam caminho da reação de modo a aumentar a velocidade da reação. Porém o equilíbrio dinâmico não é afetado, ou seja a reação é acelerada nos dois sentidos.
Equilíbrio Químico
A 1565 K, as const. De equilíbrio para (1) e (2) são: 1,6 x 10-11 e 1,3 x 10-10 respectivamente. (a) Qual a const. de equilíbrio de (3) nesta mesma temperatura? (b) Qual a variação da Energia livre de Gibbs para esta reação?