É uma situação

especial que ocorre

com algumas

reações químicas

São reações ou

processos que reagentes

e produtos são

consumidos e produzidos

ao mesmo tempo

Os reagentes e produtos

das reações reversíveis

são separados

por uma dupla seta

N2O4(g) 2 NO2(g)REAÇÃO DIRETA

REAÇÃO INVERSA

velocidade

tempo

E, a velocidade

da reação inversa é nula, pois não

temos, ainda, um produto

No início da reação a velocidade

direta é máxima, pois temos uma

maior concentração do reagente

v1

v2

À medida que a reação se processa a velocidade da reação

direta diminui e da reação inversa aumenta

No momento em que as duas velocidades se igualam dizemos que a reação química atingiu o

v1 v2=

te

velocidade constante

No momento em que a reação química

atinge o

EQUILÍBRIO QUÍMICO

as concentrações dos seus

participantes permanecem constantes

concentração

tempote

N2O4(g)

NO2(g)

N2O4(g) 2 NO2(g)

Vamos considerar uma

reação reversível genérica

a A + b B c C + d D1

2

No equilíbrio teremos:

V 1 = V 2a b

K1 [ A ] [ B ]c d

K2 [ C ] [ D ]

Isolando-se as constantes

a b[ A ] [ B ]

c d[ C ] [ D ]

=K1

K2

KcCONSTANTE

DEEQUILÍBRIO

O valor de KC depende da

reação considerada e da

temperatura, e independe das

concentrações iniciais dos

reagentes

A constante de equilíbrio é

tratada como

um número puro, isto é,

sem unidades

Líquidos e sólidos puros,

que não fazem parte da solução,

não constam da expressão da

constante de equilíbrio

N2( g ) + 3 H2( g ) 2 NH3( g )

=[ N2 ] [ H2 ]

3

[ NH3 ]2

KC

2 H2( g ) + O2( g )2 H2O( g )

=[ O2 ][ H2 ]

2

[ H2O ]2

KC

01) Sobre equilíbrio químico:

0 0 Uma reação é reversível quando se processa simultaneamente nos dois sentidos.

1 1 Uma reação reversível atinge o equilíbrio quando as velocidades das reações direta e inversa se igualam.

2 2 O equilíbrio das reações é dinâmico

3 3 Ao atingir o estado de equilíbrio, a concentração de cada substância do sistema permanece constante.

4 4 Todas as reações reversíveis caminham espontaneamente para o estado de equilíbrio.

02) Na equação abaixo, após atingir o equilíbrio químico, podemos concluir a respeito da constante de equilíbrio que:

a A + b B c C + d D

a) Quanto maior for o valor de Kc, menor será o rendimento da reação direta.b) Kc independe da temperatura.c) Se as velocidades das reações direta e inversa forem iguais, então K2 = 0.d) Kc depende das molaridades iniciais dos reagentes.e) Quanto maior for o valor de Kc, maior será a concentração dos produtos.

1

2

03) (Covest – 98) Medidas de concentração para o sistema abaixo, em equilíbrio, a uma certa temperatura forneceram os seguintes resultados:

Determine a constante de equilíbrio dareação nestas condições.

[ H2 ] = 0,10 mol/L

[ I2 ] = 0,20 mol/L

[ HI ] = 1,0 mol/L

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

[ H2 ] = 0,10 mol/L

[ I2 ] = 0,20 mol/L

[ HI ] = 1,0 mol/L

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

=[ H2 ] [ I2 ]

[ HI ]2

KC

x( 0,10 ) ( 0,20 )

( 1,0 )=

1,0

0,02

=KC 50

04) Temos representado no gráfico abaixo as concentrações dos reagentes e dos produtos de uma mesma reação do tipo:

A + B C + D

Ocorrendo no sentido à direita a partirdo zero.

2

4

6

8

10 [ ]

caminho dareação

Tem-se sempre [A] = [B] e [C] = [D], estando estes valores representados no gráfico. A constante de equilíbrio da reação será igual a:A constante de equilíbrio da reação será igual a:

2

4

6

8

10 [ ] =[ C ]KC

8x [ D ]

[ A ] x [ B ]

8

44

=KC

16

64

=KC 4

a) 16.

b) 1/4.

c) 4.

d) 5.

e) 1/16.

05) Foram colocados em um recipiente fechado, de capacidade 2,0 L, 6,5 mol de CO e 5 mol de NO2. À 200°C o equilíbrio foi atingido e e verificou-se que haviam sido formados 3,5 mol de CO2.

Podemos dizer que o valor de Kc para oequilíbrio dessa reação é:

CO + NO2 CO2 + NO

início

reage / produz

equilíbrio

6,5 5,0 0,0 0,0

3,5 3,5

3,5 3,5 3,5 3,5

3,0 1,5

[ NO ]

=

= 3,5 2,0

= 1,75 M

KC[ CO2 ] [ NO ]

[ CO ] [ NO2 ]

x

x

3,0625

1,125

2,72[ CO ] =

3,0 2,0

= 1,50 M

[ NO2 ] = 1,5 2,0

= 0,75 M

[ CO2 ] = 3,5 2,0

= 1,75 M 1,75

1,50 0,75

1,75

= KC

= KC

a) 4,23.

b) 3,84.

c) 2,72.

d) 1,96.

e) 3,72.

06) Em um recipiente de 400 mL são colocados 2 mols de PCl5 gasoso a uma determinada temperatura. Esse gás se decompõem segundo a reação abaixo, e, o equilíbrio foi alcançado quando 20% do pentacloreto de fósforo reagiram ( % em mols ). A constante de equilíbrio, Kc, nessas condições, vale:

PCl5 PCl3 + Cl2

início

reage / produz

equilíbrio

2,0 0,0 0,0

0,4 0,4

0,4 0,4

1,6

0,4

Reage : n = 0,20 2x = 0,40 mol[ PCl5 ]

[ PCl3 ]

[ Cl2 ]

= 0,4

0,4 = 1,0 M

= KC x

0,25

= 0,4

0,4 = 1,0 M

= 1,6

0,4 = 4,0 M

[ PCl5 ]

[ PCl3 ] [ Cl2 ] 1,0 1,0

4,0

= KC4,0

1,0

= KC

a) 4,0.

b) 1,0.

c) 0,5.

d) 0,25.

e) 0,025.

Consideremos um sistema

em equilíbrio químico,

com as substâncias A, B, C e

D

A + B C + Dv1

v2

No equilíbrio, as velocidades

v1 e v2 são iguais e as

concentrações das substâncias

A, B, C e D são constantes

Se, por algum motivo, houver

modificação em uma das

velocidades, teremos mudanças

nas concentrações das

substâncias

Esta modificação em uma das

velocidades ocasiona

o que denominamos de

DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO,

que será no sentido da maior

velocidade

A + B C + Dv1

v2

Equilíbrio inicial

Aumentando v1,

o deslocamento é para a direita

A + B C + Dv1

v2

Aumentando v2,

o deslocamento é para a esquerda

A + B C + Dv1

v2

Porém, após certo tempo, a

reação volta a estabelecer um

novo equilíbrio químico, mas

com valores de concentrações e

velocidades diferentes das

iniciais

O químico Henri Louis Le Chatelier

propôs um princípio que afirma:“Quando um sistema em equilíbrio

sofre algum tipo de perturbação

externa, ele se deslocará no

sentido de minimizar essa

perturbação, a fim de atingir

novamente uma situação de

equilíbrio”

É possível provocar alteração

em um equilíbrio químico por

variações de temperatura, de

concentração de participantes

da reação e pressão total

sobre o sistema

Observando a reação

Castanhoavermelhado

incolor

H < 0N2O4(g)2 NO2(g)

Balão a 100°C

Cor interna é CASTANHO-AVERMELHADO

EXOTÉRMICA

ENDOTÉRMICA

Balão a 0°C :

Cor interna é INCOLOR

Podemos observar que o

aumento da temperatura favorece a

reação que é ENDOTÉRMICA,

e a redução da temperatura favorece

a reação que é EXOTÉRMICA

Podemos generalizar dizendo

que um(a)

AUMENTO DE TEMPERATURA

desloca o equilíbrio no

SENTIDO ENDOTÉRMICO

DIMINUIÇÃO DE TEMPERATURA

desloca o equilíbrio no

SENTIDO EXOTÉRMICO

Vamos analisar o equilíbrio abaixo:

Cr2O7

1

22 H

2 – + H2O 2 CrO42 – + +

alaranjada amarela

O acréscimo de uma base deixa a

solução amarela, deslocando

o equilíbrio para a direita

O acréscimo de um ácido deixa

a solução alaranjada, deslocando

o equilíbrio para a esquerda

Podemos generalizar afirmando

que um(a)

AUMENTO DE CONCENTRAÇÃO

desloca o equilíbrio no

SENTIDO OPOSTO

da espécie química adicionada

DIMINUIÇÃO DE CONCENTRAÇÃO

desloca o equilíbrio no mesmo

MESMO SENTIDO

da espécie espécie retirada

Alterações de pressão influenciam

em equilíbrios que possuem

espécies químicas no estado

gasoso

Considere a reação química em equilíbrio abaixo

N2( g ) + 3 H2( g ) 2 NH3( g )

4 volumes 2 volumes

o AUMENTO DE PRESSÃO

sobre o sistema desloca

o equilíbrio químico no sentido do

MENOR VOLUME

na fase gasosa

a DIMINUIÇÃO DE PRESSÃO

sobre o sistema desloca

o equilíbrio químico no sentido do

MAIOR VOLUME

na fase gasosa

01) Considere a reação em equilíbrio químico:

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

É possível deslocá-lo para a direita:

a) Retirando o N2 existente.b) Removendo o NO formado.c) Introduzindo um catalisador.d) Diminuindo a pressão, à temperatura constante.e) Aumentando a pressão, à temperatura constante.

02) Temos o equilíbrio:

Queremos aumentar a concentração deCO2(g) nesse equilíbrio. Para isso ocorrer, devemos:a) Aumentar a pressão sobre o sistema.b) Diminuir a pressão sobre o sistema.

c) Adicionar H2(g) ao sistema.

d) Retirar H2O(g) do sistema.

e) Adicionar CO(g) ao sistema.

CO( g ) + H2O( g ) CO2( g ) + H2( g )

03) O equilíbrio gasoso representado pela equação :

N2( g ) + O2( g ) 2 NO( g ) – 88 kj

É deslocado no sentido de formação deNO(g), se :

a) a pressão for abaixada.

A pressão não desloca o equilíbrio, pois não há variação de volume

b) N2 for retirado.

A retirada do N2 desloca o equilíbriono mesmo sentido do N2, isto é, paraa esquerda.

c) a temperatura for aumentada.

A reação é ENDOTÉRMICA no sentido DIRETO, sendo favorecida com o aumento da temperatura

d) for adicionado um catalisador sólido ao sistema

O CATALISADOR não desloca o equilíbrio, apenas diminui a energia

de ativação da reação, nos dois sentidos.

e) o volume do recipiente for diminuído

04) Nitrogênio e hidrogênio reagem para formar amônia segundo a equação:

Se a mistura dos três gases estiver emequilíbrio, qual o efeito, em cada situação,sobre a quantidade de amônia, se provocar

N2( g ) + 3 H2( g ) 2 NH3( g ) + 22 kcal

N2( g ) + 3 H2( g ) 2 NH3( g ) + 22 kcal

I. Compressão da mistura.

4 volumes 2 volumes

aumenta

II. Aumento de temperatura.

EXO

ENDO

diminui

III. Introdução de hidrogênio. aumenta

a) aumenta, aumenta, aumenta. b) diminui, aumenta, diminui. c) aumenta, aumenta, diminui. d) diminui, diminui, aumenta. e) aumenta, diminui, aumenta.

É o caso especial de equilíbrio químico

em que aparecem íons

Cr2O7 2 H2 –

+ H2O 2 CrO42 –

+ +

Nos equilíbrios iônicos, também são

definidos um

grau de ionização ( )

e uma

constante de equilíbrio ( Ki )

Onde : ni é o número de mols dissociados n é o número de mols inicial

n in

=

Para a reação:

HCN (aq) H+ + (aq)(aq) CN –

= Ki[ H ] [ CN ]

[ HCN ]

+ –

01) X, Y e Z representam genericamente três ácidos que, quando dissolvidos em um mesmo volume de água, à temperatura constante, comportam-se de acordo com a tabela:

mols dissolvidos mols ionizados XYZ

20105

271

Analise as afirmações, considerando ostrês ácidos:I. X representa o mais forte

II. Z representa o mais fracoIII. Y apresenta o maior grau de ionização

X

=2

20= 0,10

= 10 %

Y Z

=7

10= 0,70

= 70 %

=1

5= 0,20

= 20 %

mols dissolvidos mols ionizados XYZ

20105

271

ni

n= grau de ionização

Está(ao) correta(s):a) Apenas I.b) Apenas II.c) Apenas III.d) Apenas I e II.e) I, II e III.

I. X representa o mais forteII. Z representa o mais fracoIII. Y apresenta o maior grau de ionização

= 10 % = 70 % = 20 %X Y Z

02) (FUVEST-SP) A reação H3C – COOH H+ + H3C – COO

tem Ka = 1,8 x 10

Dada amostra de vinagre foi diluída com água até se obter

uma solução de [H+] = 1,0 x 10 mol/L

– 5

– 3

Nesta solução as concentrações em mol/L de CH3COO e

de CH3COOH são, respectivamente, da ordem de:

–

–

a) 3 x 10 e 5 x 10 .– 1 – 10

b) 3 x 10 e 5 x 10 .– 1 – 2

c) 1 x 10 e 5 x 10 .– 3 – 5

d) 1 x 10 e 5 x 10 .– 3 – 12

e) 1 x 10 e 5 x 10 .– 3 – 2

[ H ] = 1,0 x 10 + – 3

[ CH3COO ] = 1,0 x 10 – 3–

= Ki[ H ] + [ CH3COO ]–

[ CH3COOH ]

1,8 x 10– 5

=1,0 x 10

– 31,0 x 10

– 3x

[ CH3COOH ]

[ CH3COOH ] =1,0 x 10

– 31,0 x 10

– 3x

1,8 x 10– 5

= 5,0 x 10– 2

LEI DA DILUIÇÃO DE OSTWALD

É uma lei que relaciona o grau de ionização com o

volume (diluição) da solução

Para a reação: HA(aq)

H + + (aq)(aq)A

–

= Ki[ H ] [ A ]

[ HCN ]

+ –

início

reage / produz

equilíbrio

[ ]

0,0 0,0

ni

n

= n n n

n – n n n

V

n n

V V

=

n n

V V

x

n ( 1 – )

V

n ( 1 – )

= n n

V V

x

V

n ( 1 – )

x

Ki = m

2

1 – para solução de graude ionização pequeno

Ki = m 2

É uma lei que relaciona

o grau de ionização

com o volume (diluição) da solução

Ki = m 2

1 – para solução de graude ionização pequeno Ki = m 2

Para a reação: HA(aq)

H + + (aq)(aq)A

–

= Ki[ H ] [ A ]

[ HCN ]

+ –

início

reage / produz

equilíbrio

[ ]

0,0 0,0

ni

n

= n n n

n – n n n

V

n n

V V

=

n n

V V

x

n ( 1 – )

V

n ( 1 – )

= n n

V V

x

V

n ( 1 – )

x

Ki = m

2

1 – para solução de graude ionização pequeno

Ki = m 2

DEMONSTRAÇÃO DA FÓRMULA

01) Uma solução 0,01 mol / L de um

monoácido está 4,0% ionizada. A

constante de ionização desse ácido é:

m = 0,01 mol/L

= 4 % = 0,04 = 4,0 . 10

= 1,0 . 10 mol/L– 2

– 2

Ki = m 2=

21,0 . 10 – 2

x ( 4 x 10 )– 2

Ki = 1,0 . 10 – 2x 16 x 10 – 4

Ki = 16 x 10 – 6 = 1,6 x 10 – 5

a) 1,6 x 10

b) 1,6 x 10

c) 3,32 x 10

d) 4,0 x 10

e) 3,0 x 10

– 3

– 5

– 6

– 5

– 5

02) A constante de ionização de um

ácido HX, que se encontra 0,001%

dissociado, vale 10 .

A molaridade desse ácido, nessas

condições é :

– 11

Ki m =2

Ki m

=

= 0,001 % = 0,00001 =– 1110

?

1,0 . 10 – 5

= 2– 1110 = m x

– 5( 10 )

– 1010

m

=– 11

10– 1010

m

=– 1

10 = 0,10 M

a) 10

b) 0,001

c) 10

d) 0,10.

e) 1,00.

– 11

– 5

03) O grau de dissociação iônica do hidróxido de amônio em solução 2 mol/L é 0,283% a 20°C.

A constante de ionização da base, nesta temperatura, é igual a:

m

= 2,0 mol/L

= 0,283 % = 0,00283 = 2,83 . 10– 3

Ki = m 2 = 22,0 x ( 2,83 x 10 )– 3

Ki = 2 x 8 x 10 – 6

Ki = 16 x 10 – 6 = 1,6 x 10– 5

a) 1,6 x 10

b) 1,0 x 10

c) 4,0 x 10

d) 4,0 x 10

e) 1,6 x 10

– 5

– 3

– 3

– 2

– 1

Medidas experimentais de

condutibilidade de

corrente elétrica mostram que

a água, pura ou quando usada

como solvente, se

ioniza fracamente, formando o

equilíbrio iônico:HH2O ( l )

+(aq) + (aq)OH –

HH2O ( l )+(aq) + (aq)OH –

A constante de equilíbrio será:

= Ki[ H ] [ OH ]

[ H2O ]

+ –

como a concentração da águaé praticamente constante,

teremos:= Ki [ H ] [ OH ] [ H2O ] + –

PRODUTO IÔNICODA ÁGUA

( Kw )

Kw

– 14A 25°C a constante “Kw” vale

10 mol/L

= – 14

[ H ] [ OH ] + –

então

10

= – 14[H ] [OH ] + – 10

01) Um alvejante de roupas, do tipo “ água de lavadeira “, apresenta [ OH ] aproximadamente igual a 1,0 x 10 mol/L. Nessas condições, condições, a concentração de H será

da ordem de:

–

+

– 4

[ H ] + =

= [ OH ] –

10 M

– 4

Kw =

10 M

– 14

?

x– 4

10

[H ] + = – 1410 – 4

10

[H ] + = – 1010 mol/L

a) 10

b) 10

c) 10

d) 10

e) zero.

– 14

– 10

– 2

– 3

Em água pura a concentração

hidrogeniônica [H ] é igual à

concentração hidroxiliônica [OH ], isto

é, a 25°C, observa-se que:

+

–

= – 7[H ] [OH ] + – 10 =

Nestas condições dizemos que a solução é “ NEUTRA “

As soluções em que

[H ] > [OH ]

terão características

ÁCIDAS

+ –

10 mol/L<

[ H ]

[ OH ]

+

–

>

– 7

10 mol/L– 7

nestas soluções teremos

As soluções em que

[H ] < [OH ]

terão características

BÁSICAS

+ –

10 mol/L>

[ H ]

[ OH ]

+

–

<

– 7

10 mol/L– 7

nestas soluções teremos

01) Observando a tabela abaixo, podemos afirmar que entre os líquidos citados tem(êm) caráter ácido apenas: Líquido

Leite

Água do mar

Coca-cola

Café preparado

LágrimaÁgua de lavadeira

10 – 7

10 – 7

10 – 8

10 – 3

10 – 5

10 – 12

[ H ] [ OH ] + –

10 – 7

10 – 7

10 – 6

10 – 11

10 – 9

10 – 2a) O leite e a lágrima.b) A água de lavadeira.c) O café preparado e a coca-cola.d) A água do mar e a água de lavadeira.e) A coca-cola.

Como os valores das concentrações

hidrogeniônica e oxidriliônica

são pequenos, é comum representá-

las na forma de logaritmos e,

surgiram os conceitos de

pH e pOH

pH

pOH

=

=

– log [ H ]

– log [ OH ]

+

–

Na temperatura de 25°C

Em soluções neutras

pH pOH= = 7

Em soluções ácidaspH < 7 pOH > 7e

Em soluções básicaspH > 7 pOH < 7e

Podemos demonstrar

que, a 25°C,

e em uma mesma solução

pH + pOH = 14

01) A concentração dos íons H de uma

solução é igual a 0,0001. O pH desta

solução é:

a) 1.

b) 2.

c) 4.

d) 10.

e) 14.

pH = – log [ H ]+

+

[ H ] + = 0,0001 mol/L10 mol/L– 4

– log 10 – 4

x– ( – 4 ) log 10

x4 1 4

pH =

pH =

pH = pH =

02) A concentração hidrogeniônica de uma solução é de 3,45 x 10 íons – g/L. O pH desta solução vale:

– 11

Dado: log 3,45 = 0,54

a) 11.

b) 3.

c) 3,54.

d) 5,4.

e) 10,46.

[ H ] + = 3,45 x 10 – 11

pH – log +

pH = – log 3,45 – 11

+ log 10[ ]

0,54 – 11

= [ H ](3,45 x 10 )– 11

pH = – [ ]

11 – 0,54pH = 10,46

03) Considere os sistemas numerados (25°C)

pH = 6,0Saliva5

pH = 8,5Sal de frutas4

pH = 8,0Clara de ovos3

pH = 6,8Leite2

pH = 3,0Vinagre1

A respeito desses sistemas, NÃO podemosafirmar:

a) São de caráter básico os sistemas 3 e 4.

Verdadeiro pois, possuem pH > 7

b) O de maior acidez é o número 1.

Verdadeiro pois, possui o menor pH

c) O de número 5 é mais ácido que o de número 2.

Verdadeiro pois, o 5 possui pH menorque 2

d) O de número 1 é duas vezes mais ácido que o de número 5.1 tem pH = 3

5 tem pH = 6 10=

[ H ]

[ H ]

+ =– 6

10 – 3= o 3 é 1000 vezes mais ácido do

que 5, então é FALSO+ 10 – 6

10 – 3

10 3

e) O de menor acidez é o sal de frutas.

Verdadeiro pois, possui o maior pH

12) (UPE-2004-Q1) Na tabela, há alguns sistemas aquosos com os respectivos valores aproximados de pH, a 25°C.

pH = 3,0vinagresaliva

limpa - fornopH = 8,0pH = 13,0pH = 9,0pH = 1,0

água do marsuco gástrico

Considerando os sistemas aquosos databela, é correto afirmar que:

a) O vinagre é três vezes mais ácido que o suco gástrico.

[H ] + = 10 – 3

=

o vinagre é 100 vezes menos ácido do que suco gástrico

pH = 3,0vinagre

pH = 1,0suco gástrico

[H ] + = 10 – 1

vinagre

suco gástrico

10 – 3

10 – 110 – 2

b) No vinagre, a concentração de íons H3O é cem mil vezes maior que a da saliva.

+

pH = 3,0vinagre

saliva pH = 8,0[H ] + = 10 – 3

[H ] + = 10 – 8

= vinagre

saliva

10 – 3

10 – 810 5

o vinagre é 100000 vezes mais ácidodo que a saliva,VERDADEIRO

e) O suco gástrico constitui um sistema aquoso fracamente ácido.

c) A água do mar é menos alcalina que a saliva e mais ácida que o vinagre.

d) O sistema aquoso limpa-forno é o que contém o menor número de mols de oxidrila por litro.

saliva pH = 8,0pH = 3,0vinagre

pH = 9,0água do mar

limpa - forno pH = 13,0

pH = 1,0suco gástrico