H2O(l)

H2O(v)

REPRESENTAO DE EQUILBRIOREAO REVERSVEL aquela que se processa simultaneamente nos dois sentidos,

ou seja, a reao na qual os reagentes se transformam nos produtos, e estes, medida que se formam, regeneram os reagentes iniciais.

EXEMPLO1 mol de CO e 1mol de NO2, foram colocados em um recipiente fechado de 1 litro de capacidade e mantidos temperatura de 600C.

Reagentes so consumidos

Produtos so formados

Nestas condies da reao, vemos que a velocidade da reao direta, depende da concentrao dos dois reagentes igualmente, portanto.

v1 = k1 [CO] . [NO2]

Velocidade da Reao Direta: Vai diminuindo at chegar a um valor constante pois quanto menos reagentes houver, menor ser a velocidade da reao.

Porm, quando consideramos a reao inversa vemos que a velocidade depende da concentrao dos dois reagentes igualmente. CONFORME A REAO OCORRE, EXISTEM QUANTIDADES CADA VEZ MAIORES DE CO2 E NO, AUMENTADO ASSIM SUAS CONCENTRAES, CONSEQUENTEMENTE A VELOCIDADE DA REAO INVERSA AUMENTA:

v2 = k2 [CO2] . [NO]

Velocidade da Reao Inversa: Vai aumentando at chegar a um valor constante pois quanto mais reagentes houver, maior ser a velocidade da reao.

Lembrando que as reaes direta e inversa ocorrem simultaneamente, conclumos que diminuindo v1 e aumentando v2, ao final de um determinado tempo, as duas velocidades se tornam iguais, e a reao atinge o estado de equilbrio qumico.

importante lembrar que toda a reao reversvel chega a um estado de equilbrio, mesmo que demore algum tempo, portanto nunca ser completa.

Neste exemplo:

1 mol no incio - 0,20 mol que sobrou 0,80 mol que reagiu

Grau de Equilbrio =E= (quantidade de mols que reagiu) (quantidade inicial de mols)

Expresso em porcentagem E% = 100 . E E% = 100 . 0,80 = 80%

E = 0,80

E= (0,80 mols de CO que reagiu) (1 mol inicial de CO)

EQUILBRIO HOMOGNEO= formado por apenas 1 fase

H2(g) + I2(g)

2HI(g)

a 500C

EQUILBRIO HETEROGNEO = formado por mais de uma fase800C

CaCO3(s)

CaO(s) + CO2(g)

Os slidos no participam da constante de equilbrio pois as concentraes so constantes.

Supondo que a reao 1 ocorre com velocidade v1 e a reao 2 ocorre com velocidade v2.

No equilbrio: v1 = v2

Direta/Inversa

Kc = constante de equilbrio em relao s concentraes (mols/L)A constante Kc, igual ao produto das concentraes em mol/L das substncias resultantes (produtos), dividido pelo produto das concentraes em mol/L dos reagentes, sendo cada uma das concentraes das substncias elevada a uma potncia igual ao coeficiente que ela tem na equao. Ao som de : Trem das Onze

No posso ficar sem Kc No posso ficar nem mais um minuto sem Kc. Sinto muito amor concentrao. Pego a reao, do meu lado direito, dividido pelo esquerdo teremos assim a equao. Alm disso, vestiba tem o Kp, a constante de equilbrio pr presso. Sou Equilbrio, e tenho a constante pr formar. E eu vou formar!!!

Exemplo:

CO(g) + NO2(g)

v1 v2

CO2(g) + NO(g)

v1 = k1 [CO] . [NO2]

v2 = k2 [CO2] . [NO] No equilbrio v1 = v2

k1 [CO] . [NO2] = k2 [CO2] . [NO]

ou

k1 = [CO2] [NO] k2 [CO] [NO2]kc

VALORES GRANDES DE Kc Kc = [HCl]2 Ex. H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) [H2] [Cl2] = 4.1031

Se os produtos apresentam grandes valores, o Kc tambm vai apresentar grandes valores. Ento valores altos de Kc, significa que na reao existe grande quantidade de produtos formados.

VALORES PEQUENOS DE Kc Kc = [F]2 = 7,3.10-13 mol/L Ex. F2(g) 2F(g) [F2]

Se os produtos apresentam pequenos valores, o Kc tambm vai apresentar pequenos valores. Ento valores pequenos valores de Kc, significa que na reao existe pequena quantidade de produtos formados.

A constante de equilbrio Kc refere-se sempre s concentraes molares, por isto expressa em funo das concentraes, e usado para todos os sitemas em equilbrio. Entretanto, em muitos sistemas gasosos, a concentrao molar muito pequena, por esse motivo, conveniente expressar as concentraes dos gases em funo das presses parciais (Kp). As presses so dadas em atm.

aA(g)

+

bB(g)

cC(g)

+

dD(g)

Kp = (PC)c (PD)d (PA)a (PB)b

RELAO ENTRE Kc E KpA(g) + B(g) C(g)

Definimos presso parcial de A(g) como sendo a presso que o A(g) exerceria se estivesse sozinho no volume V e temperatura T.

pA . V = nA . R. T

pA = nA . R. T V [A]

pA = [A] . R. T

[A] = pA RT

As expresses de Kc e Kp valem somente para sistemas homogneos, portanto no podemos aplic-las a um sistema heterogneo considerado no seu todo. 800C CaCO3(s) Aplicando a lei fase gasosa, temos:Estes valores de pCaO e pCaCO3, representam vapores as presses slidos de na dos Ento podemos tirar a concluso de que: ao escrever a frmula do Kp, podemos omitir os slidos (e lquidos, eventualmente existentes), fazendo constar apenas os gases.

CaO(s) + CO2(g)

temperatura de equilbrio. Porm estes valores so extremamente pequenos, constantes ou a melhor, uma so dada

temperatura. Assim, temos:

IMPORTANTE!!!!!!

Na equao do Kc, somente participam os lquidos e gases, no entram os slidos.

A equao do Kp, somente entram os gases.

1. No equilbrio 2HI(g)

H2(g)

+

I2(g), encontramos as seguintes

concentraes: 10mol/L de H2 e 0,01mol/L de I2. Qual a concentrao em mol/L do HI, sabendo que, nas condies de experincia, Kc vale 10-3. 2. Um mol de hidrognio e um mol de iodo so misturados a 500C. As substncias reagem e, aps certo tempo, chega-se a um equilbrio, onde se constata a presena de 0,22 mol de hidrognio residual. Qual a constante de equilbrio (Kc), nessas condies? 3. Na esterificao de 1 mol de cido actico com 1 mol de lcool etlico, a 25C, o equilbrio atingido com Kc = 4. Quais so as quantidades em mols das substncias presentes no equilbrio? 4. No equilbrio 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g), Kc vale 2,24.1022, a 727C. Qual

o valor de Kp, na mesma temperatura? (R=0,082atm.L/K.mol)

5. Aqueceram-se 2 mols de PCl5 em um recipiente fechado, com capacidade de 2L. Atingindo o equilbrio, 40% do PCl5 estava dissociado em PCl3 e Cl2. Calcule a constante de equilbrio.

6. Em um recipiente fechado mantido a temperatura constante foram introduzidos monxido de carbono e vapor de gua em quantidade tais que suas presses parciais eram iguais e valiam 0,856 atm cada uma. Aps certo tempo, estabeleceu-se o equilbrio CO(g) + H2O(g) de Kp? 7. 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g). Medindo-se ento a presso parcial de CO, obteve-se 0,580atm. Qual o valor

Relativamente equao acima, a constante de equilbrio (kp) igual a 0,36, quando as presses so medidas em atm e a uma certa temperatura T. Ao se estabelecer o equilbrio, a qual a presso parcial do CO2 nessa temperatura?

Aps certo tempo, o sistema volta a uma situao de equilbrio, em que as velocidades das reaes so novamente iguais e as concentraes novamente constantes, porm com valores diferentes daqueles do equilbrio inicial.

O qumico francs Henri Louis Le Chatelier (1850-1936), com seus estudos sobre equilbrios qumicos, props, em 1888, o que ficou conhecido como Princpio de Le Chatelier: Quando um sistema em equilbrio sofrer

algum tipo de perturbao externa, ele se deslocar para

minimizar essa perturbao, a fim de atingir novamente

uma situao de equilbrio.

Os valores de Kc e Kp no so alterados. A reao forada a produzir maiores quantidades de produtos (deslocamento do equilbrio para a direita formao dos produtos)

ADIO DE UM REAGENTE

A reao forada a produzir maiores quantidades de reagentes (deslocamento do equilbrio para a esquerda formao dos reagentes )

ADIO DE UM PRODUTO

RETIRADA DE UM REAGENTE

A reao forada a produzir maiores quantidades dos prprios reagentes (deslocamento do equilbrio para a esquerda formao dos reagentes)

A reao forada a produzir maiores quantidades dos prprios produtos (deslocamento do equilbrio para a direita formao dos produtos )

RETIRADA DE UM PRODUTO

Os valores de Kc e Kp no so alterados.

Isto se aplica aos sistemas em equilbrio que contenham participantes gasosos, pois so os gases que apresentam acentuada variao de volume em funo da presso exercida.

O

aumento

da

presso

total

Pois a reduo do volume minimiza o efeito da presso aplicada

desloca o equilbrio para o lado do volume menor (contrao).

A reduo da presso total deslocaPois o aumento do volume minimiza a reduo da presso

o equilbrio para o lado do volume maior (expanso).

J vimos que as variaes de concentraes e de presses no alteram os valores de Kc e Kp. No entanto importante notar que a variao da temperatura provoca variaes nos valores de Kc e Kp.

Quanto menor o valor de Kc, menores so os rendimentos da reao.

Todos os fatos que acabamos de expor podem ser generalizados a partir da prpria sntese do NH3, que uma reao exotrmica:

Como aprendemos na Termoqumica, se uma reao exotrmica, a reao inversa endotrmica. Sendo assim temos:

A

diminuio

da

temperatura

De modo que a liberao de calor pela reao venha a minimizar a diminuio da temperatura

desloca o equilbrio no sentido exotrmico.

De modo que a absoro de calor pela reao venha minimizar a elevao da temperatura

O aumento da temperatura desloca o equilbrio no sentido endotrmico.

Quando a reao reversvel, a influncia do catalisador se faz sentir tanto na reao direta como na reao inversa, como mostra o grfico abaixo.

Aumentando por igual as velocidades das reaes direta e inversa, o catalisador diminui o tempo necessrio para se atingir o equilbrio, mas no altera o prprio estado de equilbrio, isto , no altera o rendimento obtido no processo nem o valor das constantes de equilbrio (Kc e Kp).