REVERSIBILIDADE DAS REACÇÕES QUÍMICAS. EQUILÍBRIO QUÍMICO

COMO EXEMPLO DE UM EQUILÍBRIO DINÂMICO

Reacções químicas

COMPLETAS

Tendem para o esgotamento de, pelo menos, um dos reagentes

INCOMPLETAS

Nenhum dos reagentes se esgota

Reacções completas

Reacções incompletas

... Em sistema fechado, só ocorre a reacção directa.

Então, se uma reacção química é completa ...

... Diz-se que é uma reacção irreversível.

... A reacção inversa não ocorre nas condições do sistema reaccional.

... Em sistema fechado, pode ocorrer nos sentidos directo e inverso.

Então, se uma reacção química é incompleta ...

... Diz-se que é uma reacção reversível.

... Tende para o equilíbrio.

... Os reagentes transformam-se em produtos e, simultaneamente, os produtos transformam-se em reagentes

REAGENTES PRODUTOS

Uma certa quantidade de N2O4 gasoso é colocado numerlenmeyer com tampa.

Passado algum tempo o gás começa a tomar uma coravermelhada

• O tetróxido de diazoto (N2O4 ), gás incolor, dissocia-se emdióxido de azoto (NO2), gás avermelhado (a coloraçãocomeça a aumentar)

N2O4 (g) 2 NO2 (g)(incolor) (avermelhado)

• A reacção inversa começa a desenrolar-se, desde oinício

2 NO2 (g) N2O4(g)(avermelhado) (incolor)

• A concentração de N2 O4(g) diminui

• A concentração de NO2 (g) aumenta

• Em dado instante, as concentraçõespermanecem constantes

EQUILÍBRIO QUÍMICO

N2O4 (g) 2 NO2 (g)

Traduz uma reacção de equilíbrio químico

Rapidez da reacção

directa, vd

Rapidez da reacção

inversa, vi

Rap

idez d

a r

ea

cç

ão

• A rapidez da reacção directa, vd, diminui com o tempo, à medida que diminui a concentração do reagente (N2O4).

• A rapidezda reacção inversa, vi, aumenta com o tempo, à medida que aumenta a concentração do produto (NO2 ).

• Em dado instante a rapidez das reacções directa e inversa é igual

EQUILÍBRIO QUÍMICO

A nível macroscópico como se verifica o equilíbrio?

A nível microscópico - existem duas reacções inversas que ocorrem com a mesma rapidez, não se alterando as concentrações de REAGENTES e PRODUTOS ( equilíbrio dinâmico)

1. Equilíbrio químico homogéneo - todas as espécies químicas na mesma fase

H2 (g)+ I2 (g) ↔ 2HI (g)

2. Equilíbrio químico heterogéneo - as espécies químicas em fases diferentes

NH4HS (s) ↔ NH3 (g)+ H2S (g)

Para um sistema químico homogéneo em equilíbrio químico a uma dada temperatura

a A + b B c C + d D

Lei de Gulberg -Waage

“Num sistema em equilíbrio a uma determinada temperatura, é constante a razão entre o produto das concentrações dos produtos da reacção e dos reagentes elevados aos respectivos coeficientes estequiométricos.”

beae

de

ce

cBA

DCK

NOTAS:

• A constante de equilíbrio só depende da temperatura e é uma grandeza adimensional.

• Kc só inclui as espécies químicas no estado gasoso ou em solução. As espécies químicas no estado sólido ou líquido têm concentrações constantes e, por isso, são integradas na constante de equilíbrio.

Razão = constante de equilíbrio (KC)

sendo as concentrações medidas no equilíbrio.

REACÇÕES INVERSAS

Se duas reacções químicas forem inversas uma da outra, as suas constantes de equilíbrio também são inversas uma da outra

a A + b B c C + d D

beae

de

ce

CBA

DCK

Reacção directa Reacção inversa

dece

be

ae

be

ae

de

ce

CCDC

BA

BA

DCKK

'

dece

be

ae

CDC

BAK

'

'

' 11

C

CCCK

KKK

REACÇÕES COM COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTRICOS MÚLTIPLOS

Se os coeficientes estequiométricos de uma equação química forem multiplicados por um valor n, a constante de equilíbrio referente à nova equação é igual à inicial elevada ao expoente n.

a A + b B c C + d D

beae

de

ce

CBA

DCK

nde

nce

nbe

nae

CDC

BAK

''

nCC KK ''

na A + nb B nc C + nd D

O valor das constantes de equilíbrio:

• pode variar entre limites bastante grandes. • é possível avaliar a extensão da reacção: Grau de conversão reagentes → produtos

KC elevado

KC1

O equilíbrio está muito deslocado no

sentido da formação dos produtos

Reacção muito extensa no

Sentido directo

KC pequeno

KC1

O equilíbrio está muito deslocado no

sentido da formação dos reagentes

Reacção muito extensa no

Sentido inverso