Universidade Comunitária da Região de Chapecó

Centro de Ciências Agro-ambientais e de Alimentos

Disciplina: Química Geral e Inorgânica Experimental

Curso: Engenharia Química

Professor: Gilmar Fidalski

PRINCIPIO DE LE CHATELIER E EQUILIBRIO QUÍMICO

Andrey Piccini

Joanna Nedel

Juliana Stroher

Chapecó – SC, Maio 2010.

OBJETIVOS

Identificar de que maneiras um equilíbrio químico pode ser afetado

Aplicar o princípio de Le Chatelier.

INTRODUÇÃO

Henri Louis Le Chatelier foi um químico e metalúrgico francês que contribuiu

para o desenvolvimento da termodinâmica e conhecida pela descoberta da lei do

Equilíbrio Químico.

Um estado de equilíbrio é mantido enquanto não se alteram as condições do

sistema. Quando se modifica algum parâmetro, como por exemplo, a pressão, a

temperatura ou a concentração de alguma das espécies em equilíbrio, este se desloca

nesta direção até atingir um novo estado de equilíbrio, que nada mais é do que uma

reação reversível na qual a velocidade da reação direta é igual à da reação inversa e,

conseqüentemente, as concentrações de todas as substâncias participantes permanecem

constantes.

O princípio de Le Châtelier se aplica  aos  equilíbrios dinâmicos em sistemas

fechados e pode ser enunciado assim:

       "quando um sistema em equilíbrio é submetido a uma força, ele tenderá a

se reajustar, reagindo de maneira a minimizar o efeito  desta força".

O Princípio de Le Chatelier estabelece que a posição do equilíbrio sempre

mude na direção que contrabalanceie ou minimize a ação de uma força externa aplicada

ao sistema. Ou seja, se houver aumento de temperatura de um sistema reacional,

provoca-se a reação química que contribui para resfriar o sistema. Ou ainda, se houver o

aumento proposital de um dado elemento ou produto, o equilíbrio favorecerá a reação

de consumo desta substância em excesso até que seja retomado um novo estado de

equilíbrio.

Existem alguns fatores que irão deslocar o equilíbrio da reação para o lado dos

reagentes ou produtos. O aumento do valor da concentração de um componente do

sistema é seguido do consumo desse componente, até atingir um novo estado de

equilíbrio. Já a diminuição do valor da concentração de um componente do sistema é

seguida do consumo dos componentes do lado oposto do mesmo até se atingir um novo

estado de equilíbrio.

Quando há um aumento da concentração de um ou mais reagentes, o sistema

evolui no sentido direto de forma a diminuir a sua concentração. O mesmo acontece

com o aumento da concentração dos produtos.

Por outro lado, quando há uma diminuição da concentração de um ou mais

reagentes, o sistema volta ao estado de equilíbrio, deslocando-se a reação no sentido

inverso, diminuindo a concentração dos produtos e aumentando a dos reagentes para

que se atinja novamente o estado de equilíbrio.

Por outro lado, quando há uma diminuição da concentração de um ou mais

reagentes, o sistema volta ao estado de equilíbrio, deslocando-se a reação no sentido

inverso, diminuindo a concentração dos produtos e aumentando a dos reagentes para

que se atinja novamente o estado de equilíbrio.

MATERIAIS UTILIZADOS

- 5 tubos de ensaio

- 2 frascos conta gotas com as soluções de K2Cr2O7 0,10M e K2CrO4 0,10M;

- 10 frascos conta-gotas de plásticos para colocar as soluções: HCl, NaOH. Ba(NO3)2,

CH3COOH, KOH, H2SO4, Ca(OH)2, NH4OH, C2H5OH ( etanol ) e HNO3, todas 0,10M;

PROCEDIMENTO

Na etapa 1-A, foi usado pipeta graduada, colocou-se 5ml de cromato de

potássio K2CrO4 em um tubo de ensaio e 5ml de dicromato de potássio K2CrO7 em

outro tubo, podendo ser notado a cor de cada um, sendo o cromato de potássio amarelo

e o dicromato de potássio laranja. Depois de ter verificado as cores, foi reservado os

tubos de ensaio para ser utilizado posteriormente.

Em seguida na etapa 2-A, pegou-se dois tubos de ensaio limpos e foi colocado

10 gotas de K2Cr2O7 em um deles e no outro K2CrO4. Acrescentou-se gota a gota,

hidróxido de sódio (NaOH) 0,1M alternadamente em cada um dos tubos até que foi

percebida a mudança de cor em uma das soluções. Foi percebido que adicionando

no CrO a cor continuou amarela e ao adicionar no Cr2O7 de laranja ficou

amarelo.

Na etapa 3-A, foi repetido o procedimento do item 2-A, mas em vez de usar

NaOH foi usado cloreto de hidrogênio (HCl). Após acrescentou-se HCl 0,1M gota a

gota, alternadamente, em cada um dos tubos até verificar alguma mudança de cor. Com

a adição de HCl foi verificado a mudança de cor do CrO4 que era amarelo e depois da

adição ficou laranja, já o Cr2O7 não mudou a cor, continuou laranja.Logo após verificar

a cor foi reservada a solução para usar a seguir.

Para a etapa 4-A, foi usado o tubo que continha CrO + e foi

acrescentado gota a gota NaOH 0,1M até verificar uma mudança de cor, e depois de

aguardado alguns minutos verificou-se que a solução que era laranja, depois da adição

ficou amarela.

No final da experiência, para a etapa 5-A foi usado o tubo de CrO + da

etapa 2-A e acrescentado gota a gota HCl 0,1M até verificar que da cor amarela que era,

depois da adição de HCl ficou laranja.

Na realização do experimento 1-B analisou-se o equilíbrio de cromato de bário

(BaCrO4(s) com uma solução saturada de íons, foi usado um tubo de ensaio e colocou-

se 10 gotas de K2CrO4 0,10M no mesmo e a seguir acrescentou-se gota a gota nitrato

de bário (Ba(NO3)2 0,10M. Verificou-se então que antes da adição de K2CrO4 possuía

como sua cor o amarelo depois da adição de nitrato de bário, a solução precipitou,

ficando com uma cor amarela esbranquiçada e também ficou mais homogênea que

anteriormente. Após foi reservada a solução para a outra experiência.

Na etapa seguinte 2-B, foi colocado 10 gotas de K2Cr2O7 0,10M dentro de um

tubo de ensaio e acrescentado 4 gotas de HCl e logo após 10 gotas de nitrato de bário

0,10M. Pode-se perceber que nesta solução não houve formação de precipitado e a cor

do K2Cr2O7 não mudou, continuou laranja como no inicio.

Para a solução seguinte 3-B, utilizou-se o tubo de ensaio da etapa 1-B e

acrescentou-se gota a gota, HCl 0,1M até verificar alguma mudança na cor, e a solução

que anteriormente estava precipitada, com a adição do HCl a precipitação não existia

mais , sendo que do amarelo esbranquiçado que estava voltou a sua cor normal,

amarelo.

Em seguida para a solução 4-A usou-se o tubo de ensaio da etapa 2-B e

acrescentou-se NaOH 0,1M até perceber alguma modificação. Sendo assim logo após

adicionar NaOH foi verificado a formação de precipitado mas a cor continuou amarela.

Logo após foi feito um teste para inverter as observações das etapas 3-B e 4-B,

sendo que na 3-B onde havia na solução K2CrO4 + Ba(NO3)2 e HCl foi adicionado

NaOH, com isso a solução precipitou e ficou amarela e na inversão da reação 4-B, usou-

se HCl e com isso a reação voltou ao amarelo normal.

Para o item C foi feito a “Verificação da existência de mudança no equilíbrio

químico”. Na etapa 1-C, com dois tubos de ensaio limpos colocou-se 10 gotas de

K2CrO7 e K2CrO4, sendo uma solução em cada tubo. Foi acrescentado alternadamente

algumas gotas de KOH 0,1M em cada um dos tubos. Verificou-se então que a solução

que continha K2CrO4 não mudou de cor, continuou amarela e a que continha K2Cr2O7

ficou amarela sendo que de inicio era laranja.

Em seguida foi repetido a experiência do item 1-C, substituindo o KOH pelas

seguintes soluções: CH3COOH, H2SO4, Ca(OH)2, NH4OH, C2H5OH, HNO3 e foi

verificado os seguintes resultados: Com o K2CrO4 + CH3COOH, a solução ficou de

amarela para laranja, aconteceu o mesmo ao ser adicionado H2SO4 no cromato de

potássio como também HNO3; já ao ser adicionado Ca(OH)2 a solução não mudou e o

mesmo ocorreu com a adição de NH4OH e C2H5OH.

Com o K2Cr2O7 chegou-se aos seguintes resultados: o K2Cr2O7 misturado

com CH3COOH, H2SO4, NH4OH ou ainda com C2H5OH não muda de cor, já

adicionando KOH ou Ca(OH)2 a sua cor muda de laranjado para amarelo.

RESULTADOS E DISCUSÕES

Resultados obtidos:

• Cores das soluções:

1. CrO4-2

(aq) : Amarelo Cr2O7-2

(aq) : laranja2. CrO4

-2(aq) + OH-

(aq) : amarelo Cr2O7-2

(aq) + OH-(aq): amarelo (muda de cor)

3. CrO4-2

(aq) + OH+(aq) : laranja Cr2O7

-2(aq) + OH+

(aq) : laranja4. Tubo da etapa 3 mais OH-

(aq) K2CrO4 laranja e K2Cr2O7 amarelo5. Tubo da etapa 2 + H+

(aq) K2Cr2O7 laranja e K2CrO4 amarelo

• Equilíbrio do cromato de bário: (mudanças de cor / ou formação de precipitado

anotado)

1. CrO4-2

(aq) + Ba+2(aq) - Amarelo leitoso (precipitado)

2. Cr2O7-2

(aq) + H+(aq) + Ba+2

(aq) - Nenhuma mudança obtida com essa mistura

3. Tubo da etapa B-1+ H+(aq) - Voltou ao amarelo

4. Tubo da etapa B-2 + OH-(aq) - Amarelo leitoso (precipitado)

5. Inversão da reaçãoB-3 E B-4 - Inverteu-se as soluções , aquele que recebeu

HCl recebe NaOH e aquele que recebeu NaOH recebe HCl.

6. CrO4-2

(aq) + Ba+2(aq) precipitou - Cr2O7

-2(aq)+ Ba+2

(aq) Continuou laranja

KOH CH3COOH H2SO4 Ca(OH)2 NH4OH C2H5OH HNO3

CrO4-2 amarelo laranja laranja amarelo amarelo amarelo laranja

Cr2O7-2 amarelo laranja laranja amarelo laranja laranja laranja

CONCLUSÃO

Muitas reações químicas são reversíveis, ou seja, os compostos misturados têm

tendência de reagir formando novamente os compostos originais. Então os compostos

utilizados na etapa A (cromato e dicromato de potássio) com a adição de o

cromato de potássio continuou na mesma cor, porém o dicromato de potássio de laranja

foi para amarelo, e com a adição de , o cromato de potássio ficou da cor laranja e o

dicromato de potássio continuou na mesma cor. Isso se dá ao fato de ter sido alterado a

concentração do composto em equilíbrio, então o composto necessita entrar em

equilíbrio novamente e consome o excesso, conseqüentemente entra em equilíbrio e

muda de cor. Isso ocorre também na etapa C.

Assim na etapa 1B notasse que o composto com a adição do bário formou-se

precipitado e houve mudança de cor. O composto da etapa 2B que foi adicionado bário

e HCL não houve mudança de cor, e sem formação de precipitado. Na etapa 3B foi

adicionado HCL e a solução voltou à original, já na etapa 4B foi adicionado NaOH a

solução mudou de cor e houve precipitação. Assim percebe-se que os compostos

utilizados são reações reversíveis, pois com a adição de HCL ou NaOH eles voltam ao

original.

ANEXOS

Questionário:

1 – Qual a influência da concentração de H+(aq) sobre o seguinte equilíbrio:

2CrO4-2

(aq) Cr2O7-2

(aq)

Complete a equação,acrescentando no lado adequado da reação o numero de íons H+ e moléculas de H2O respectivamente.R= O H+ reage com CrO4

-2 alterando o equilíbrio e com o Cr2O7-2 o H+ não reage.

2H3O+ + 2CrO4-2

(aq) Cr2O7-2

(aq) + 3H2O

2 – Qual a influência da concentração de OH-(aq) sobre o seguinte equilíbrio:

Cr2O7-2

(aq) 2CrO4-2

(aq)

Complete e balanceie a equação acrescentando íons OH- e moléculas de água.R= A adição de OH- vai deslocar o equilíbrio,na direção que consome OH-

Cr2O7-2

(aq) + 2OH- 2CrO4-2

(aq) + H2O

3 – A partir das equações balanceadas, nas questões anteriores,explique os resultados observados nas etapas A-3,A-4 e A-5,do procedimento experimental.R = Nas etapas A-4 E A-5 as reações de neutralização, ou seja, voltaram a cor original.

Na etapa A-3 não ocorreu nenhuma mudança.

4 – Baseado no principio de Le Chatelier,comente o seguinte equilíbrio:2CrO4

-2(aq) Cr2O7

-2(aq)

R= A adição de uma substancia desloca o equilíbrio no sentido que irá consumi-la isto é para o lado oposto da substancia adicionada.A retirada da substancia desloca o equilíbrio no sentido que ira refazê-la,isto é, para o mesmo lado da substancia que foi retirada.

5 – a) que substancia da etapa C do procedimento experimental,deslocam o equilíbrio no sentido da reação que aumenta a concentração de íons CrO4

-2(aq)?

R = OH- e CrO4-2

b) que espécie química é comum a estas substâncias?R = Potássio(K)

6 – a) que substancia da etapa C do procedimento experimental desloca o equilíbrio no sentido da reação que aumenta a concentração de íons Cr2O7

-2(aq)?

R = H+ e Cr2O7-2

b) que espécie química é comum a estas substâncias?R = Potássio(K)

7- Calcule Kp, para a reação PCl3 + Cl2 PCl5,sabendo que,no equilíbrio as pressões parciais são PCl3 = 0,2 atm, Cl2 = 0,1 atm e PCl5 = 1,2atm.Admita que a temperatura seja 0,0°C.Qual é a unidade para esta contante de equilíbrio?R= kp= ( PCl5)/ (PCl3 + Cl2 ) = 1,2atm / (0,1atm*0,2atm) = 60atm-1

BIBLIOGRAFIA

O principio de Lê Châtelier. Disponível em:

http://www.ufpa.br/ccen/quimica/principio%20de%20le%20chatelier.htm. Acesso em:

01/05/2010.

SPOGANICZ, Bruno. Química geral e experimental. Florianópolis: UFSC, ANO 2005

Princípio de Le Châtelier. Disponível em:

http://e-groups.unb.br/iq/lqc/Joao/eqsol/Principio-de-LeChatelier.html. Acesso em:

01/05/2010.