EQUILÍBRIO

QUÍMICO

Prof.ª Juliana Vanir de Souza Carvalho

juliana.vanir@uemguba.edu.br

julianavanir@yahoo.com.br

Os reagentes e produtos das reações reversíveis

são separados por uma dupla seta

PROCESSOS REVERSÍVEIS

São processos que reagentes e produtos

são consumidos e produzidos ao mesmo tempo

ÁGUA

H2O ( l ) H2O (v)

TEORIA DA COLISÃO

N2O4(g) 2 NO2(g)

REAÇÃO DIRETA

REAÇÃO INVERSA

reação DIRETA e reação INVERSA

vd

vi

No início da reação a velocidade direta é máxima

No início da reação a velocidade inversa é nula

velocidade

tempo

com o passar do tempo

Vd = Vi

te

Neste instante a reação atingiu o equilíbrio químico

No momento em que a reação química atinge o

EQUILÍBRIO QUÍMICO

as concentrações dos seus participantes permanecem constantes

concentração

tempo

te

N2O4(g)

NO2(g)

N2O4(g) 2 NO2(g)

As concentrações dos participantes do equilíbrio

permanecem constantes , podendo ter três situações

[ ]

tempo

reagentes

produtos

[ ]

tempo

reagentes = produtos

[ ]

tempo

reagentes

produtos

Sobre equilíbrio químico:

Ao atingir o estado de equilíbrio, a concentração de cada

substância do sistema permanece constante.

Uma reação é reversível quando se processa simultaneamente

nos dois sentidos.

Todas as reações reversíveis caminham espontaneamente para

o estado de equilíbrio.

Uma reação reversível atinge o equilíbrio quando as velocidades

das reações direta e inversa se igualam.

O equilíbrio das reações é dinâmico

CONSTANTE DE EQUILÍBRIO

EM TERMOS DE CONCENTRAÇÃO MOLAR

Vamos considerar uma reação reversível genérica

a A + b B c C + d D 2

1

No equilíbrio teremos:

V 1 = V 2 a b K1 [ A] [ B]

c d K2 [ C ] [D]

Isolando-se as constantes = a b [ A ] [ B ]

c d [ C ] [ D ] K1

K2

KC

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

Exercício: Medidas de concentração para o sistema abaixo, em

equilíbrio, a uma certa temperatura forneceram os seguintes

resultados:

Determine a constante de equilíbrio da reação 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 ] [ I2 ]

[ HI ] 2

KC

x (0,10) (0,20)

( 1,0 ) =

1,0

0,02 KC = 50

Equilíbrio Homogêneo

a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)

a A(aq) + b B(aq) c C(aq) + d D(aq)

Sólidos não participam na construção da

constante de equilíbrio.

Considere um sistema em equilíbrio químico, com as substâncias A, B, C e D.

A + B C + D

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 + D v1

v2

Equilíbrio inicial

Aumentando v1, o deslocamento é para o produto

A + B C + D

v1

v2

A + B C + D v1

v2

Porém, após certo tempo, a reação volta a estabelecer um

novo equilíbrio químico, mas com valores de

concentrações e velocidades diferentes das iniciais

A + B C + D v1

v2

Equilíbrio inicial

A + B C + D

v1

v2

Aumentando v2, o deslocamento é para os reagentes

A + B C + D v1

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”

Fatores que afetam o Equilíbrio Químico

1. Adição de substâncias;

2. Remoção de substâncias;

3. Aumento da pressão / Redução do volume;

4. Aumento da pressão / Redução do volume;

5. Alteração de temperatura; 16

1 – Adição de substâncias

• Se adicionar mais do componente A (reagente) o

equilíbrio se deslocará para minimizar a perturbação,

sendo assim haverá formação de mais produto.

• Se adicionar mais do componente C (produto) o

equilíbrio se deslocará para minimizar a perturbação,

sendo assim haverá formação de mais reagente.

A + B C + D v1

v2

2 – Remoção de substâncias

• Se removermos o componente A (reagente) o

equilíbrio se deslocará para minimizar a perturbação,

sendo assim haverá formação de mais reagente.

• Se removermos o componente C (produto) o

equilíbrio se deslocará para minimizar a perturbação,

sendo assim haverá formação de mais produto.

A + B C + D v1

v2

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[CoCl4]2- + 6 H2O [Co(H2O)6]

2+ + 4Cl-

Adição e Remoção de substâncias

Sem previsão

de chuva

Probabilidade

de chuva

Relação Pressão Volume

20

Pressão e Volume são grandezas

inversamente proporcionais.

3 – Aumento da Pressão / Diminuição

do volume

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

4 volumes 2 volumes

Alterações de pressão influenciam em equilíbrios que

possuem espécies químicas no estado gasoso

o AUMENTO DE PRESSÃO

sobre o sistema desloca o equilíbrio químico

no sentido do MENOR VOLUME na fase gasosa

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

4 volumes 2 volumes

a DIMINUIÇÃO DE PRESSÃO

sobre o sistema desloca o equilíbrio químico

no sentido do MAIOR VOLUME na fase gasosa

4 – Diminuição da Pressão / Aumento

do volume

Reação endotérmica

Transcurso da reação

Reagentes

H<0

Transcurso da reação

Reagentes

H>0

Reação exotérmica

Produtos

Produtos

Reações Endotérmicas e Exotérmicas

24

• Se diminuir a temperatura, retira o calor, e o

equilíbrio desloca para a formação de mais

reagentes.

• Se aumentar a temperatura, introduz calor, e o

equilíbrio desloca para a formação de mais

produtos.

5 – Variação da Temperatura

v2 A + B C + D

v1

Reação Endotérmica

+ calor

• Se diminuir a temperatura, retira o calor, e o

equilíbrio desloca para a formação de mais

produtos.

• Se aumentar a temperatura, introduz calor, e o

equilíbrio desloca para a formação de mais

reagentes.

5 – Variação da Temperatura

v2 A + B C + D

v1

Reação Exotérmica

+ calor

• Se diminuir a temperatura, retira o calor, e o equilíbrio

desloca para a formação de mais reagentes.

• Se aumentar a temperatura, introduz calor, e o

equilíbrio desloca para a formação de mais produtos.

5 – Variação da Temperatura

v2 A + B C + D

v1

Reação Endotérmica

+ CALOR

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• Se diminuir a temperatura, retira o calor, e o equilíbrio

desloca para a formação de mais produtos.

• Se aumentar a temperatura, introduz calor, e o

equilíbrio desloca para a formação de mais reagentes.

5 – Variação da Temperatura

v2 A + B C + D

v1 Reação Exotérmica

+ CALOR

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EXERCÍCIOS

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 de CO2(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 ) ΔH= +88 kj

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

a) a pressão for abaixada.

b) N2 for retirado.

c) a temperatura for aumentada.

d) for adicionado um catalisador sólido ao sistema.

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 em equilíbrio, qual o efeito, em

cada situação, sobre a quantidade de amônia, se provocar

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

I. Compressão da mistura.

II. Aumento de temperatura.

III. Introdução de hidrogênio.

a) aumenta, aumenta, aumenta.

b) diminui, aumenta, diminui.

c) aumenta, aumenta, diminui.

d) diminui, diminui, aumenta.

e) aumenta, diminui, aumenta.