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Apostila de Química 24 – Equilíbrio Químico 1.0 Introdução Reações completas – Pelo menos um dos reagentes é totalmente consumido. Sistemas reversíveis: Sistemas que ocorrem as reações diretas e inversas simultaneamente. Acontece em processos químicos e físicos. Equilíbrio químico – A velocidade dos reagentes iguala-se ao dos produtos: As quantidades dos participantes são constantes, porém, não obrigatoriamente iguais. A velocidade inicial da reação direta é máxima – Sua concentração molar é máxima. A velocidade inicial da reação inversa é nula – Ela ainda não existe, pois ainda não ocorreu a reação. 2.0 Constante de Equilíbrio 2.1 Em Concentração Molar A constante de equilíbrio é originada a partir da razão entre a constante da velocidade da reação direta e da constante de velocidade da reação inversa: OBS.: no ensino superior, faz-se uma dedução mais profunda do KC, comprovando que ele é adimensional. Lei de ação das massas – Considere um equilíbrio homogêneo genérico: Em equilíbrios heterogêneos em que existam participantes sólidos: Não devem ser representados na expressão da constante de equilíbrio Suas concentrações são sempre constantes. Em equilíbrios heterogêneos em que exista água líquida – Não participa da reação, pois sua concentração molar não varia. Quanto maior for o valor da constante de equilíbrio, maior será a extensão da reação direta. Se KC > 1, então a reação direta prevalece sobre a inversa. Quanto menor for o valor da constante de equilíbrio, maior será a extensão da reação inversa. Se KC < 1, então a reação direta prevalece sobre a inversa. 2.2 Em Pressão Se um dos participantes no sistema for um gás, a constante de equilíbrio pode ser expressa em termos de pressões parciais dos gases envolvidos. Só devem ser representados na equação acima os componentes gasosos. Relação entre KC e KP: Δn – Variação do número de mol. OBS.: tanto as constantes de equilíbrio em termos de concentração quanto em termos de pressão só variam com a mudança de temperatura. 2.3 Quociente de Equilíbrio Relação entre as concentrações molares dos participantes em qualquer situação. A equação é igual à constante de equilíbrio: Se a relação entre o quociente de equilíbrio e a constante de equilíbrio for 1, então o sistema está em equilíbrio: Se a relação entre o quociente de equilíbrio e a constante de equilíbrio não for 1, então o sistema não está em equilíbrio: 3.0 Deslocamento de Equilíbrio Ação externa que tente a minimizar os efeitos do equilíbrio químico. Princípio de Le Chatelier – Quando se aplica uma força em um sistema em equilíbrio, ele tende a se reajustar no sentido de diminuir os efeitos dessa força. 3.1 Concentração Ao adicionar um componente que reage no equilíbrio, aumentará a concentração molar deste. Se for adicionado mais reagente – O equilíbrio desloca-se para o lado direito. Se for adicionado mais produto – O equilíbrio desloca-se para o lado esquerdo. Se for retirado parte do reagente – O equilíbrio desloca-se para o lado esquerdo. Se for retirado parte do produto – O equilíbrio desloca-se para o lado direito. Conclusão – O componente que predomina é o que tem maior concentração. 3.2 Pressão O aumento de pressão provoca uma contração de volume – O equilíbrio desloca- se para o lado de menor volume ou menor número de mol. A diminuição de pressão provoca uma expansão de volume – O equilíbrio desloca-se para o lado de maior volume ou maior número de mol. Para ser possível analisar a influência da pressão sobre o equilíbrio, pelo menos 1 dos componentes deve estar na forma de gás. Em equilíbrios com volumes/mols iguais não são afetados por variações de pressão. Se um gás inerte (não reage) for adicionado, não provoca deslocamento do equilíbrio químico. 3.3 Temperatura Provoca deslocamento do equilíbrio e é o único fator que pode alterar a constante de equilíbrio. O aumento de temperatura desloca o equilíbrio para o sentido da reação endotérmica. A diminuição de temperatura desloca o equilíbrio para o sentido da reação exotérmica. Se o aumento de temperatura favorece a reação endotérmica, a constante de equilíbrio pode aumentar ou diminuir, dependendo da localização dos componentes endotérmicos. 3.4 Efeitos Catalisadores Catalisadores – Substâncias que aumentam a velocidade das reações químicas pela diminuição da energia de ativação. A diminuição da energia de ativação afeta as reações diretas e inversas igualmente – Catalisadores não deslocam equilíbrio. O único efeito é a diminuição do tempo necessário para que o equilíbrio seja atingido.
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