Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Vejamos o equilíbrio abaixo: Se acrescentarmos mais quantidade de N2 no sistema em equilíbrio, este excesso de N2 terá que ser consumido(reagindo com H2) e o equilíbrio desloca-se para a direita, ou seja, para a formação de produtos. Após isso, as velocidades se igualam novamente e o sistema entra de novo em equilíbrio. O mesmo ocorre se acrescentarmos H2 no sistema em equilíbrio. Se acrescentarmos NH3 no sistema em equilíbrio, haverá o consumo dessa quantidade colocada e o equilíbrio será deslocado para a formação de reagentes. Porém, se ao invés de acrescentarmos reagentes ou produtos formos retirar reagentes e produtos, o equilíbrio terá que ser deslocado de forma a formar esses reagentes e produtos retirados. Desta forma, se retirarmos N2 do sistema em equilíbrio, a reaçao será deslocada para formar N2(ou seja, para a esquerda); o mesmo acontece se retirarmos H2. Se retirarmos NH3 de um sistema em equilíbrio, a reaçao será deslocada para a produçao de NH3, ou seja, para a direita(produtos) UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Influência da pressão O aumento da pressão total faz com que o equilíbrio se desloque para o sentido do menor volume. Mas, se diminuirmos a pressão total, o equilíbrio tende a se deslocar para o sentido do maior volume. Pela equação balanceada temos 4 moléculas de reagentes e 2 moléculas de produto. Se a pressão for aumentada, o equilíbrio será deslocado para o lado em que temos menos moléculas(produtos). Se aumentarmos o volume, o equilíbrio será deslocado para o lado onde temos mais moléculas(reagentes). UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Influência da temperatura Quando se diminui a temperatura de um sistema, desloca-se o equilíbrio liberando mais energia, ou seja, a reação exotérmica é favorecida. Da mesma forma, ao aumentar a temperatura, o equilíbrio é restabelecido absorvendo energia, favorecendo a reação endotérmica. ∆H 0 Reação Endotérmica; a reação precisa de energia para ser processada. A reação acima é exotérmica. Logo, se retirarmos calor da reação o equilíbrio irá se deslocar para formar mais calor, ou seja, para a direita (produtos). Se colocarmos mais calor além do que é produzido, o equilíbrio irá se deslocar de forma a consumir este calor adicionado, logo, irá para a esquerda(reagentes). UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Se uma reação for endotérmica, ela precisa de energia para acontecer. Logo, a energia estaria do lado dos reagentes. Sendo assim, se acrescentarmos calor à um sistema endotérmico, o equilíbrio será deslocado para a direita(produtos). Se retirarmos calor, o equilíbrio é deslocado para a esquerda(produtos). Algo importante precisa ser dito neste momento. Ao perturbarmos o equilíbrio modificando as concentrações de reagentes e produtos, ou modificando a pressão do sistema, o valor de Kc não mudará após o equilíbrio ser restabelecido. Porém, se mudarmos a temperatura adicionando ou removendo energia do sistema, o valor de Kc mudará. No Exemplo abaixo, se retirarmos calor, o equilíbrio se deslocará para a direita, o que leverá a um aumento da concentração de NH3; ou seja, o valor de Kc aumentará. Se adicionarmos calor na reação, o equilíbrio irá se deslocar para a esquerda,e o valor de Kc diminuirá. UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Exercícios UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Exercícios UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Cálculos conhecendo as concentrações de equilíbrio. Ex: À temperatura de 500 ºC, a constante de equilíbrio (Keq) para a reação abaixo é 6,0x10-2. Se, em um reator, a esta temperatura, há 0,250 mol/L de H2 e 0,05 mol/L de NH3, em equilíbrio, qual a concentração de N2? UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Keq = [NH3]2 [N2][H2]3 6,0x10-2 = [0,05]2 [N2][0,250]3 [N2] = [0,05]2 6,0x10-2 x[0,250]3 [N2] = 2,7 mol/L Cálculos conhecendo as concentrações de equilíbrio. Ex: À temperatura de 500 ºC, a constante de equilíbrio (Keq) para a reação abaixo é 6,0x10-2. Se, em um reator, a esta temperatura, há 0,250 mol/L de H2 e 0,05 mol/L de NH3, em equilíbrio, qual a concentração de N2? UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico 2SO2 ------------------ O2 ------------------- 2SO3 Inicio: 6 mol 5 mol - Reage: 4 mol 2 mol 4 mol Equlíbrio: 6-4 mol 5-2 mol 4 mol Equlíbrio: 2 mol 3 mol 4 mol Kc = [SO3]2/[SO2]2[O2] Kc = (4 mol/L)2/(2 mol/L)2(3 mol/L) Kc = 1,33 As concentrações são o número de mols em equilíbrio divididos pelo volume do recipiente (1 L) UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico CO ------------------ H2O ------------------- CO2 ---------------- H2 Inicio: 5 mol 5 mol - - Reage: 3,325 mol 3,325 mol 3,325 mol 3,325 mol Equlíbrio: 5-3,325 5-3,325 3,325 mol 3,325 mol Equlíbrio: 1,68 mol 1,68 mol 3,325 mol 3,325 mol Kc = [CO2][H2]/[CO][H2O] Kc = (0,665)(0,665)/(0,336)(0,336) Kc = 3,92 As concentrações são o número de mols em equilíbrio divididos pelo volume do recipiente (5 L) UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Cálculos NÃO conhecendo as concentrações de equilíbrio. UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Cálculos NÃO conhecendo as concentrações de equilíbrio. UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Exercícios UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL Equilíbrio Químico Exercícios Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide19 Slide 20 Slide 21 Slide 22