AULA 8- EQUILÍBRIOS QUÍMICOS – CONCEITOS BÁSICOS.

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OI GALERA!!

Tudo certinho? Estava eu lendo sobre equilíbrios, e depois de ver tantos textos “dorminhoco” , resolvi escrever também!

Claro que com a ajuda da Wikipédia e UOL .Vamos lá:

Teoricamente, toda a reação química ocorre nos dois sentidos: de reagentes se transformando em produtos e de produtos se transformando de volta em reagentes.

Contudo em certas reações, como a de combustão( CABUM!), virtualmente 100% dos reagentes são convertidos em produtos, e não se observa o contrário ocorrer (ou pelo menos não em escala mensurável); tais reações são chamadas de irreversíveis.

Há também uma série de reações nas quais logo que uma certa quantidade de produto(s) é formada, este(s) torna(m) a dar origem ao(s) reagente(s); essas reações possuem o nome de reversíveis.

O conceito de equilíbrio químico praticamente restringe-se às reações reversíveis.

Para as reações reversíveis quando a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa temo um equilíbrio químico.( veja gráfico 1) Quando há equilíbrio as quantidades de reagentes e produtos ficam constantes, o que NÃO  quer dizer SISTEMA PARADO!

Equilíbrio Químico - Toda Matéria
O equilíbrio ocorre quando as velocidades das reações direta e inversa são iguais. imagem: toda matéria

Para os equilíbrios calculamos a  constante de equilíbrio : – químico arruma constante para tudo!
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
:
– Em função da concentração: (Kc)
a A + b B –> c C + d D
Kc = [C]c. [D]d / [A]a . [B]b
Kc = constante de equilíbrio; [ ] = concentração em mol/L.
Esta equação só pode ser utilizada quando a reação atingir o equilíbrio.

– Em função da pressão parcial: (Kp)
a A + b B-> c C + d D
Kp = PCc . PDd / PAa . PBb
Kp = constante de equilíbrio; P = pressão parcial. Se o equilíbrio é dinâmico então podemos deslocar para um dos lados:

DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO:
» Alteração na concentração:
– Se aumentarmos a concentração dos reagentes, o equilíbrio se deslocará para a direita, isto é, no sentido dos produtos.
– Se aumentarmos a concentração dos produtos, o equilíbrio se deslocará para a esquerda, isto é, no sentido dos reagentes.
– Se diminuirmos a concentração dos reagentes, o equilíbrio se deslocará para a esquerda, isto é, no sentido dos reagentes.
– Se diminuirmos a concentração dos produtos, o equilíbrio se deslocará para a direita, isto é, no sentido dos produtos.
» Alteração na pressão:
Com o aumento da pressão ocorrerá uma diminuição do volume, logo o deslocamento acontecerá no sentido em que houver redução da quantidade de mols.
2 H2 + 1 O2 –>2 H2O
Reagentes: 2 mols + 1 mol = 3 mols.
Produtos: 2 mols.
Nesta reação, como o produto possui menor quantidade de mols que os reagentes, o deslocamento ocorrerá para a direita, no sentido dos produtos.
Se diminuirmos a pressão, ocorrerá um aumento do volume, logo o deslocamento acontecerá no sentido em que houver um aumento do número de mols; na equação acima, se aumentarmos o volume o deslocamento será para a esquerda.
» Alteração na temperatura:
O aumento da temperatura favorece a reação endotérmica. A diminuição da temperatura favorece a reação exotérmica.
CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g)
Δ H= – 56 Kcal.
Como o Δ H é negativo, a reação é exotérmica ( perde calor para o meio). Este ΔH indica a variação de entalpia da reação direta, logo a reação inversa é endotérmica( ganha calor do meio). Aumentando a temperatura vai favorecer a reação endotérmica (inversa), diminuindo a temperatura vai favorecer a reação exotérmica (direta).


Veja no gráfico acima que colocar catalisador não altera o equilíbrio.

Lembre : a função do catalisador é diminuir a energia de ativação !

DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO

Princípio de Le Chatelier- é o que explica o ajuste que o sistema em equilíbrio faz, quando há alguma alteração. Tendência em se reorganizar e formar um novo equilíbrio.

Quando um fator externo atua sobre um sistema que se encontra em equilíbrio, esse sistema responde a qualquer ação exercida pelo agente externo com um deslocamento que favoreça estabelecer um novo equilíbrio.
Preste atenção: as constantes de equilíbrio não serão iguais, se houve alteração na quantidade das substancias envolvidas. Será um novo equilíbrio, mas não necessariamente com o mesmo valor numérico.

Fatores que influenciam o deslocamento do equilíbrio químico:

Concentração – o aumento da concentração de uma espécie em um sistema fará esses sistema se deslocar para o lado oposto. Ou seja, se colocou mais reagentes, irão se formar mais produtos para alcançar um novo equilíbrio.

Temperatura – o aumento da temperatura favorece o sentido da reação endotérmica, porque essa absorve calor.

Pressão – o aumento da pressão sobre um sistema em equilíbrio, provocará diminuição do volume, o que provoca o deslocamento para o sentido que ocupa menor volume molar gasoso.( veja o número de mol  formado na frente das substancias)

.Catalisadores não promovem deslocamento dos sistemas químicos, apenas propiciam um aumento de sua velocidade, possibilitando que o equilíbrio seja atingindo com maior rapidez

Agora no exercício:

1- (UNICAMP) A reação de transformação do dióxido de carbono em monóxido de carbono, representada pela equação a seguir, é muito importante para alguns processos metalúrgicos.
C(s) +CO2(g) ⇌2CO(g)  ∆H=174kJ/mol de carbono
A constante de equilíbrio desta reação pode ser expressa, em termos de pressões parciais, como: Kp=p2(CO)/p(CO2). Qual é o efeito sobre este equilíbrio quando:

a) adiciona-se carbono sólido?
Adição de C(s) não altera o equilíbrio, pois, NO SÓLIDO a concentração é constante. Observe que na constante de equilíbrio Kp ( em termos de pressões parciais), não tem carbono sólido.
b) aumenta-se a temperatura?
Equilíbrio desloca-se para a direita, pois o aumento de temperatura, desloca o equilíbrio no sentido da reação endotérmica (∆H >0).A variação de entalpia é positiva, logo, a reação absorve calor. Um aumento de temperatura favorece a reação direta.
c) introduz-se um catalisador?
Adição de catalisador não desloca equilíbrio.
 
2- A reação N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)  é endotérmica, com ∆H°=+56,9 kJ.
a) Explique de que modo, no equilíbrio estabelecido, a quantidade de NO2   pode ser afetada pelas seguintes variações:
I) adição de N2O4(g)
A adição de N2O4(g) provocará deslocamento da posição de equilíbrio para a direita, ou seja, formação de NO2(g) .
II) abaixamento da pressão por aumento do volume do recipiente
Quando a pressão no sistema diminui, ele responde produzindo mais moléculas do gás( lembra tem mais espaço)  aumentando o volume gasoso e fazendo pressão aumentar . Uma vez que mais moléculas estão sendo formadas, e o N2O4(g) está se decompondo, a quantidade de NO2, no equilíbrio, consequentemente, irá aumentar.
III) aumento da temperatura
Como a reação é endotérmica, um aumento de temperatura favorece a reação direta, então deslocamento para direita com formação de mais  NO2(g) .até estabelecer novo equilíbrio

IV) adição de um catalisador ao sistema
Lembre, o catalisador diminui a energia de ativação, aumentando a velocidade da reação, mas não interfere no equilíbrio!!!!

fonte:http://soumaisenem.com.br texto revisado e complementado em 30/11/21

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