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Departamento de Física e Química Química Básica
Rodrigo Vieira Rodrigues
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Todas as reações tendem alcançar o equilíbrio químico
Quando as velocidades das reações directa e inversa forem iguais e as
concentrações dos reagentes e dos produtos não variarem com o tempo,
atinge-se o equilíbrio químico.
O equilíbrio químico não é alcançado instantaneamente.
Segundo o Princípio de Le Châtelier, o equilíbrio químico pode ser
perturbado (deslocado).
Equilíbrio Químico
Algumas reações parecem gastar todos os reagentes:
No entanto permanecem pequenas quantidades, sendo mais correcto escrever:
)(2)()(2 222 gOHgOgH
)(2)()(2 222 gOHgOgH
Reações e Equilíbrio
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Reação lenta, hipotética:
A+B C+D reagentes produtos
O equilíbrio de uma reação hipotética
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
t0 : A+B →
t1: A+B → C+D
t2: A+B C+D
A
B
C ou D
t0 t1 t2
Equilíbrio e tempo
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Consideremos a seguinte reação reversível:
aA + bB cC + dD
Onde a, b, c e d são os coeficientes estequiométricos das espécies
A, B, C e D. A constante de equilíbrio da reação a uma determinada
temperatura é:
A estequiometria e o equilíbrio
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Consideremos o seguinte sistema em equilíbrio.
N2O4 (g) 2 NO2 (g)
A constante de equilíbrio é dada por:
Kc –constante de equilíbrio
Concentrações das espécies reagentes são expressas em mol/l.
Kc : constante de equilíbrio
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Nas reações em fase gasosa, as concentrações dos reagentes e dos produtos também podem ser expressas em termos das suas pressões parciais
Para seguinte sistema em equilíbrio.
N2O4 (g) 2 NO2 (g)
Podemos escrever
Onde PNO2 e PN2O4
são respectivamente, as pressões parciais (em atm) de NO2 e N2O4 no equilíbrio.
KP significa que as concentrações de equilíbrio estão expressas em termos de pressão.
42
2
ON
NO2
P
PPK
Kp : Constante de equilíbrio gasoso
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Equilíbrios podem ser:
– homogêneos (só uma fase)
– heterogêneos (várias fases)
» simplifica-se considerando só uma fase
Fases e equilíbrio
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
Kc = [CO2]
KP = PCO2
A pressão de CO2 no equilíbrio é a mesma independentemente das quantidades da fase sólida (neste caso, de CaCO3 e CO2 ) à mesma temperatura.
Equilíbrio heterogéneo
Sistemas fechados
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Quando o equilíbrio é perturbado, desloca-se para compensar:
adição de reagentes: resulta na formação de produtos
remoção de produtos: resulta no consumo de reagentes
adição de produtos: resulta na formação de reagentes
remoção de reagentes: resulta no consumo de produtos
Princípio Le Châtelier
Perturbação do equilíbrio
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Ex. 1 Em determinadas condições de temperatura e pressão existe 0,5 mol/L de N2O4 ↑ com 2 mols/Lde NO2 ↑, de acordo com a equação a seguir: Sendo assim, a constante de equilíbrio deve ser: Kc = (2)2/0,5 Kc = 8
N2O4 (g) NO2 (g)
Ex. 2 A reação de íons ferro III com íons tiocianato pode ser representada pela equação: Fe+3
(aq) + SCN-1(aq) ⇌ FeSCN+2
(aq) Nesta reação a concentração dos íons varia segundo o gráfico abaixo sendo a curva I correspondente ao íon Fe+3
(aq). A partir de que instante podemos afirmar que o sistema entrou em equilíbrio? Explique. Calcule a constante de equilíbrio para a reação de formação do FeSCN+2
(aq).
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Ex. 3 O pentacloreto de fósforo é um reagente muito importante em Química Orgânica. Ele é preparado em fase gasosa pela reação PCl3(g) + Cl2(g) ⇌ PCl5(g) Um frasco de 3 L contém as seguintes quantidades no equilíbrio, a 200 ºC: 0,120 mol de PCl5; 0,600 mol de PCl3; e 0,0120 mol de Cl2. Calcule o valor da constante de equilíbrio, a essa temperatura.
Equilíbrio Químico. Prof. Rodrigo V. Rodrigues
Ex. 4 Qual deve ser o valor da constante de equilíbrio para o HCN com concentração de 0,10 mol/L, sabendo que este ácido encontra-se dissociado a 0,006%. Ka =Kc (ácidos) Para sais insolúveis Kc = Ks ou Kps.