Equilíbrio Químico - Resumo Físico-Químico

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Equilíbri� Químic�
. É o estágio na reação química quando não
há mais variação na concentração de
reagentes e produtos
. O equilíbrio é o estado que o sistema irá
atingir “se esperarmos o tempo suficiente”
Reações Completas ou Irreversíveis:
.Os reagentes são totalmente convertidos
em produtos, não havendo “sobras” de
reagente ao final da reação
. Essas reações possuem um rendimento de
100%
→ Exemplo:
Reações Incompletas ou Reversíveis:
.Os reagentes não são totalmente
convertidos em produtos, havendo
“sobras” de reagente ao final da reação
. Essas reações possuem um rendimento
menor que 100%
→ Exemplo:
. Sob o ponto de vista da cinética química, as
reações reversíveis podem ocorrer em dois
sentidos, direto e inverso, e são
representados por:
→ Velocidade Direta: Vdireta ou V1
→ Velocidade Inversa: Vinversa ou V2
Reações no Equilíbrio e a
Reversibilidade das Reações:
→ Exemplo:
. Essa reação produz amônia rapidamente no
início e finalmente a reação parece parar, não
se formando mais produtos, só então
podemos afirmar que a reação atingiu o
estado de equilíbrio
. Embora não haja mudança adicional alguma
no equilíbrio, as reações direta e inversa
continuam acontecendo, como o gráfico acima
mostra
. A reversibilidade de uma reação pode ser
relacionada com o seu rendimento
→ Exemplos:
. A medida que a reação avança a velocidade
direta vai diminuindo, enquanto que a
velocidade inversa vai aumentando
. Quando as duas velocidades tornam-se
iguais, podemos afirmar que a velocidade
global é nula. Esse momento é chamado de
equilíbrio químico
. As variações de velocidade direta e inversa,
até alcançar o equilíbrio, podem ser
representadas pelo diagrama abaixo
. Se as duas velocidades são iguais ao
atingir o equilíbrio, então teremos:
. Isolando os termos semelhantes teremos:
Reações e Constantes de Kc:
. Generalizando, podemos dizer que:
→ Exemplo: cálculo da constante Kc
. Se a reação ocorrer em fase gasosa a
constante de equilíbrio pode ser expressa
em função das pressões parciais exercidas
pelos componentes gasosos, onde:
. Lembrando que:
Equilíbrios em Reações Heterogêneas:
. Há certas reações, nas quais se estabelece
equilíbrio, em que reagente e/ou produtos
encontram-se em estados físicos distintos
→ Exemplo:
.
Nesses casos, citado no exemplo acima,
como a concentração dos componentes
sólidos não variam, as constantes não incluem
tais componentes
Deslocamento do Equilíbrio Químico:
. É o mesmo que o Princípio de Le Chatelier
ou Equilíbrio Móvel
. Ocorre quando um agente externo atua
sobre uma reação em equilíbrio, onde o
mesmo se deslocará no sentido de diminuir os
efeitos causados pelo agente externo
. Os agentes externos que podem deslocar
o estado de equilíbrio são:
● Variações nas concentrações de reagentes ou
produtos: a adição de um componente
(reagente ou produto) irá deslocar o
equilíbrio no sentido de consumi-lo; a
remoção de um componente irá
deslocar o equilíbrio no sentido de
regenerá-lo; as variações nas
concentrações de reagentes e/ou
produtos não modificam a constante
Kc ou Kp
→ Exemplo: reação de síntese da amônia
● Variações na temperatura: um aumento na
temperatura (incremento de energia)
favorece a reação no sentido
endotérmico; uma diminuição na
temperatura (remoção da energia)
favorece a reação no sentido
exotérmico; a mudança na
temperatura é o único fator que altera
o valor da constante de equilíbrio (Kc
ou Kp)
→ Exemplo: síntese da amônia é exotérmica
(nota-se que na produção de amônia o reator
deve estar permanentemente resfriado)
● Variações na pressão total: as variações de
pressão somente afetarão os
equilíbrios que apresentam
componentes gasosos, nos quais a
diferença de mols gasosos entre
reagentes e produtos seja diferente de
zero; um aumento na pressão total
(redução de volume) desloca o
equilíbrio no sentido do menor número
de mols gasosos; uma diminuição na
pressão total (aumento de volume)
desloca o equilíbrio no sentido do
maior número de mols gasosos
→ Exemplo: síntese da amônia ocorre
diminuição no número de mols gasosos
(nota-se que se a diferença de mols gasosos
for nula as variações de pressão não
deslocam o equilíbrio
oi