AULA_10_QAM100_EQUILIBRIO_QUIMICO

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QAM100
AULA 10 – EQUILÍBRIO QUÍMICO
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1
 Todas as reações químicas tendem a alcançar um equilíbrio.
a reação foi “completada”
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N2O4 (g) 2NO2 (g)
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 O ESTADO DE EQUILÍBRIO
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 LEI DO EQUÍBRIO QUÍMICO
 Expressão da Lei da Ação das Massas :
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Tab. I: Algumas expressões da lei da ação das massas.
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N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)
Tab. II: Valores de Q em função do tempo.
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 Variação das concentrações das espécies com a temperatura na reação de obtenção da amônia.
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Figura 1: Variação da expressão da ação das massas Q com o tempo.
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Tab. III: Estudo de equilíbrio da reação de formação da amônia.
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a A + b B c C + d D
Lei da ação das massas 
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 O verdadeiro valor numérico da constante de equilíbrio depende das unidades utilizadas na expressão da lei da ação das massas.
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 Embora Kc e Kp sejam constantes a qualquer temperatura, não são necessariamente iguais. A relação entre as duas é facilmente estabelecida:
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2NOCl (g) 2NO (g) + Cl2 (g) 
Exercício 1:
Para o equilíbrio:
o valor da constante do equilíbrio Kc é 3,75x10-6 a 796 oC. Calcular Kp para esta reação nesta temperatura.
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Exercício 2:
Kp = 220 x (0,0821 x 347)-1 = 7,7
As concentrações de equilíbrio entre o monóxido de carbono e o cloro molecular para formar COCl2 (g) a 74 oC são [CO] = 0,012 molL-1, [Cl2] = 0,054 molL-1, e [COCl2] = 0,14 molL-1. Calcule as constantes de equilíbrio Kc e Kp.
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A constante de equilíbrio Kp para a reação: 
é 158 a temperatura de 1000K. Qual é a pressão de equilíbrio de O2 se a PNO = 0,400 atm e a PNO = 0,270 atm?
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Exercício 3:
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Tarefa :
Uma mistura de SO2, O2 e SO3 atinge o equilíbrio a 852 K. As concentrações, neste equilíbrio, são [SO3] = 3,61x10-3 molL-1, [O2] = 6,11x10-4 molL-1 e [SO2] = 1,01x10-2 molL-1. Calcule a constante de equilíbrio Kc desta reação a 852 K.
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a A (g) + b B (g) c C (g) + d D (g)
Qc < Kc a reação procederá no sentido da esquerda para direita. 
Qc = Kc a reação está em equilíbrio.
Qc > Kc a reação procederá no sentido da direita para esquerda.
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 Se uma perturbação é aplicada a um sistema em equilíbrio dinâmico (variando a concentração de reagentes e produtos, a temperatura e, algumas vezes, o volume do sistema), o sistema tende a se ajustar atingindo um novo estado de equilíbrio de modo a atenuar o efeito da perturbação.
PRINCÍPIO DE LE CHÂTELIER
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Mudança
Deslocamento
 de Equilíbrio
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 Mudanças na concentração: 
a A + b B c C + d D 
PRINCÍPIO DE LE CHÂTELIER
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Mudança
Deslocamento de Equilíbrio
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 Mudanças no volume e na pressão: 
A (g) + B (g) C (g)
PRINCÍPIO DE LE CHÂTELIER
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 Mudanças na temperatura: 
Exotérmica (H<0)
Aumento da temperatura 
K diminui
Diminuição da temperatura 
K aumenta
Endotérmica (H>0)
K aumenta
K diminui
Mudança
PRINCÍPIO DE LE CHÂTELIER
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 Adicionando um catalisador
 não há variação de K.
 não há deslocamentos do sistema em equilíbrio.
 o sistema alcançará o equilíbrio mais cedo.
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PRINCÍPIO DE LE CHÂTELIER
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Mudança
Deslocamento 
de Equilíbrio
Mudança na 
Constante de equilíbrio
Concentração
sim
não
Pressão
sim
não
Volume
sim
não
Temperatura
sim
sim
Catálise
não
não
PRINCÍPIO DE LE CHÂTELIER
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EQUILÍBRIOS QUÍMICOS HETEROGÊNEOS 
C (s) + S2 (g) CS2 (g)
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CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
 No Equilíbrio Heterogêneo os reagentes e os produtos de uma reação estão em fases diferentes.
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Tab. IV: Alguns exemplos equilíbrios heterogêneos.
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Considere o seguinte equilíbrio a 295 K:
A pressão parcial de cada gás é 0,265 atm. Calcule Kp e Kc para a reação?
NH4HS (s) NH3 (g) + H2S (g)
Exercício 4:
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EQUAÇÃO DE VAN’T HOFF 
 Uma descrição quantitativa da variação de uma constante de equilíbrio na temperatura é descrita pela equação de van’t Hoff.
 A equação de van’t Hoff é comumente usada para determinar os valores de constantes de equilíbrio a uma data temperatura a partir dos valores em outra temperatura.
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1. Expressar as concentrações de equilíbrio de todas as espécies em termos da concentração inicial e um x como desconhecida, que representa a variação na concentração.
2. Escrever a expressão da constante de equilíbrio em termos das concentrações de equilíbrio. Conhecendo os valores da constante de equilíbrio, resolver para x.
3. Tendo resolvido para x, calcule o equilíbrio de todas as espécies.
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Na temperatura de 1280oC a constante de equilíbrio (Kc) para reação:
é 1,1 x 10-3. Se as concentrações iniciais são [Br2] = 0,063 molL-1 e [Br] = 0,012 molL-1, calcule as concentrações das espécies no equilíbrio.
Br2 (g) 2Br (g)
Br2 (g) 2Br (g)
x representa a variação na concentração de Br2
Início (molL-1)
Variação (molL-1)
Equilíbrio (molL-1)
0,063
0,012
-x
+2x
0,063 - x
0,012 + 2x
Resolve para x
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4x2 + 0,048x + 0,000144 = 0,0000693 – 0,0011x
4x2 + 0,0491x + 0,0000747 = 0
ax2 + bx + c =0
x = -0,00178
x = -0,0105
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Em outra experiência, 1,00 mol de HI é colocado num recipiente de 5,00 litros a 458 oC. Quais são as concentrações de HI, I2 e H2 depois de estabelecido o equilíbrio a esta temperatura? 
Kc para esta reação é igual a 2,06x10-2 a 458 oC.
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0,10 mol de NaOCl é dissolvido em 0,500 L de uma solução 0,20 molL-1 de HOCl. Se o volume final é 0,500 L, qual a concentração de cada espécie de soluto.
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QUÍMICA EM AÇÃO: O PROCESSO HABER
não reagiu
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Vida em altas altitudes e a Produção de Hemoglobina
QUÍMICA EM AÇÃO
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 Fertilizantes Nitrogenados:
 Amônia anidra é um fertilizante muito interessante, porque possui alto conteúdo de nitrogênio (82%) e se dissolve facilmente na água presente no solo.
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QUÍMICA EM AÇÃO