Equilíbrio Químico

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Química Geral 
 
EQUILÍBRIO QUÍMICO 
Profa. Dra. Daniela Silvestrini Fernandes 
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” 
O Equilíbrio Químico só ocorre com as chamadas Reações 
Reversíveis. 
 
REAÇÕES OU PROCESSOS REVERSÍVEIS 
 
 
 
REAÇÃO DIRETA 
 N2O4(g) 2 NO2(g) 
REAÇÃO INVERSA 
Equilíbrio Químico 
§  Considere o N2O4 congelado e incolor. À temperatura ambiente, 
ele se decompõe em NO2 marrom: 
 
N2O4(g) 2 NO2(g) 
 
§  Em um determinado momento, a cor para de se alterar e temos a 
mistura de N2O4 e NO2. 
§  Equilíbrio Químico é o ponto em que as concentrações de todas as 
espécies são constantes. 
Equilíbrio Químico 
Equilíbrio Químico 
§  À medida que a substância esquenta, ela começa a se decompor: 
 
N2O4(g) 2 NO2(g) 
 
§  Uma mistura de N2O4 (inicialmente presente) e NO2 (inicialmente 
formado) mostra-se marrom claro. 
§  Quando NO2 suficiente é formado, ele pode reagir para formar 
N2O4: 
2 NO2(g) N2O4(g) 
 
 
Equilíbrio Químico 
QUANDO UMA REAÇÃO REVERSÍVEL ATINGE O ESTADO 
DE EQUILÍBRIO? 
 
§  Uma reação reversível alcançará o estado de equilíbrio quando a 
velocidade da reação direta igualar à velocidade da reação inversa. 
§  A seta dupla significa que o processo é dinâmico. 
§  Considere: 
Reação Direta: A B Velocidade = kf [A] 
Reação Inversa: B A Velocidade = kr [B] 
 
v No Equilíbrio kf [A] = kr [B]. 
 
 
 
 
 
Equilíbrio Químico 
 
 
 
Equilíbrio Químico 
PROCESSO HABER 
 
§  Considere o processo Haber: 
N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g) 
 
§  Se começarmos com uma mistura de nitrogênio e hidrogênio 
(em quaisquer proporções), a reação alcançará o equilíbrio 
com uma concentração constante de nitrogênio, hidrogênio e 
amônia. 
§  No entanto, se começarmos apenas com amônia e nenhum 
nitrogênio ou hidrogênio, a reação prosseguirá e N2 e H2 serão 
produzidos até que o equilíbrio seja alcançado. 
Equilíbrio Químico 
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO 
 
§  Para uma reação geral na fase gasosa: 
 
a A + b B c C + d D 
 
§  A expressão da constante de equilíbrio é: 
Keq = [C]c . [D]d 
 [A]a . [B]b 
 
Equilíbrio Químico 
EXEMPLOS 
a) 2O3(g) 3O2(g) 
 
Keq = [O2]3 
 [O3]2 
 
b) Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+ 
 
Keq = [Ag(NH3)2+] 
 [Ag+] . [NH3]2 
Equilíbrio Químico 
ORDEM DE GRANDEZA DAS CONSTANTES DE 
EQUILÍBRIO 
 
§  A constante de equilíbrio, K, é a razão entre produtos e 
reagentes. 
§  Consequentemente, quanto maior for K, mais produtos 
estarão presentes no equilíbrio. 
§  De modo inverso, quanto menor for K, mais reagentes 
estarão presentes no equilíbrio. 
 
Equilíbrio Químico 
ORDEM DE GRANDEZA DAS CONSTANTES DE 
EQUILÍBRIO 
 
§  Se K>>1, então os produtos predominam no equilíbrio e 
o equilíbrio encontra-se à direita. 
§  Se K<<1, então os reagentes predominam no equilíbrio e 
o equilíbrio encontra-se à esquerda. 
 
Equilíbrio Químico 
EQUILÍBRIOS HETEROGÊNEOS 
 
§  Quando todos os reagentes e produtos estão em uma fase, 
o equilíbrio é homogêneo. 
§  Se um ou mais reagentes ou produtos estão em uma fase 
diferente, o equilíbrio é heterogêneo. 
§  Considere: 
 
CaCO3(S) CaO(S) + CO2(g) 
 
Equilíbrio Químico 
EQUILÍBRIOS HETEROGÊNEOS 
 
 
Equilíbrio Químico 
PRINCÍPIO DE LE CHÂTELIER 
 
 
 
O princípio de Le Châtelier: se um sistema em equilíbrio é 
perturbado, o sistema se deslocará de tal forma que a 
perturbação seja neutralizada. 
 
 
Equilíbrio Químico 
FATORES QUE INFLUENCIAM NO EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
 
§  Variações nas Concentrações de Reagente ou Produto; 
§  Efeitos das Variações de Volume e Pressão; 
§  Efeitos das Variações de Temperatura. 
 
Equilíbrio Químico 
VARIAÇÕES NAS CONCENTRAÇÕES DE REAGENTE OU 
PRODUTO 
 
§  Considere o Processo Haber: 
N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g) 
 
 
§  Se H2 é adicionado enquanto o sistema está em equilíbrio, 
o sistema deve responder para neutralizar o H2 adicionado. 
§  O sistema deve consumir o H2 e levar aos produtos até que 
um novo equilíbrio seja estabelecido. 
§  Portanto, a [H2] e a [N2] diminuirão e a [NH3] aumentará. 
 
Equilíbrio Químico 
VARIAÇÕES NAS CONCENTRAÇÕES DE REAGENTE OU 
PRODUTO 
 
§  A adição de um reagente ou produto desloca o equilíbrio 
para longe do aumento. 
§  A remoção de um reagente ou produto desloca o 
equilíbrio no sentido da diminuição. 
§  Para otimizar a quantidade de produto no equilíbrio, 
precisamos inundar o recipiente de reação com reagente 
e continuamente remover o produto. 
 
Equilíbrio Químico 
EFEITOS DAS VARIAÇÕES DE VOLUME E PRESSÃO 
 
§  À medida que diminui-se o volume, a pressão 
aumenta. 
§  O Princípio de Le Châtelier: se aumentar a pressão, o 
sistema deslocará no sentido de neutralizar o aumento. 
§  Isto é, o sistema desloca no sentido de remover os 
gases e diminuir a pressão. 
§  Um aumento na pressão favorece o sentido que tenha 
menos quantidade de matéria de gás. 
 
Equilíbrio Químico 
EFEITOS DAS VARIAÇÕES DE VOLUME E PRESSÃO 
 
§  Em uma reação com a mesma quantidade de matéria 
de produtos e reagentes gasosos, a pressão não tem 
nenhum efeito. 
N2O4(g) 2NO2(g) 
§  Um aumento na pressão (diminuição do volume) 
favorece a formação de N2O4 incolor. 
§  O sistema se desloca no sentido de reduzir a 
quantidade de matéria de gás (assim a reação direta é 
favorecida). 
 
Equilíbrio Químico 
EFEITO DAS VARIAÇÕES DE TEMPERATURA 
 
§  A adição de calor (aquecimento) favorece a reação no 
sentido contrário: 
-  se ΔH > 0, a adição de calor favorece a reação direta, 
-  se ΔH < 0, a adição de calor favorece a reação inversa. 
§  A remoção de calor (resfriamento) favorece a reação no 
sentido da diminuição: 
-  se ΔH > 0, o resfriamento favorece a reação inversa, 
-  se ΔH < 0, o resfriamento favorece a reação direta. 
Equilíbrio Químico 
EFEITO DAS VARIAÇÕES DE TEMPERATURA 
 
Co(H2O)62+ + 4Cl- CoCl42- + 6 H2O ΔH > 0 
 
 ROSA AZUL 
 
§  À temperatura ambiente tanto os íons rosa Co(H2O)62+ quanto os 
íons azuis CoCl42- estão presentes em quantidades significativas, 
dando cor violeta à solução. 
§  O aquecimento da solução desloca o equilíbrio para a direita, 
formando mais CoCl42- - azul. 
§  O resfriamento da solução desloca o equilíbrio para a esquerda, no 
sentido do Co(H2O)62+ - rosa. 
Equilíbrio Químico 
EFEITO DAS VARIAÇÕES DE TEMPERATURA 
Equilíbrio Químico