Aula 3 - Equilíbrio Químico - 28-08-13

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08/09/2013 
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Prof. Dr. Ricardo Erthal Santelli 
Equilíbrio Químico 
Química Analítica – IQA 121 
Professor Titular – Departamento de Química Analítica – UFRJ 
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Equilíbrio Químico 
Todos os FENÔMENOS QUÍMICOS tendem ao EQUILÍBRIO 
 
- Reações Reversíveis 
 
- Reações Irreversíveis (deslocadas em um sentido) 
 
- Ex.: Processo Industrial de Formação da Amônia 
 (Processo Haber – Bosch) 
 
 
3 H2 (g) + N2 (g) 2 NH3 (g) 
 
 ( 4 volumes) ( 2 volumes) 
 
A reversibilidade da reação depende da PRESSÃO 
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Equilíbrio Químico 
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Equilíbrio Químico 
- Química Analítica: se interessa mais pelas REAÇÕES 
IRREVERSÍVEIS (àquelas deslocadas em um sentido). 
 
Ex.: Ensaio de Identificação de Co2+ 
 
Co2+ + S2- CoS (rosa) 
 
 
Determinação Gravimétrica de SO4
2- 
 
SO4
2- + Ba2+ BaSO4 (branco) 
 
 
Nenhuma reação é COMPLETAMENTE 
IRREVERSÍVEL 
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Fatores que Afetam o Equilíbrio Químico 
1) Efeito da Concentração 
 
Se a concentração de qualquer espécie química, envolvida 
no equilíbrio químico, VARIA, o equilíbrio se DESLOCA 
no sentido de amortecer este efeito. 
 
 
 PRINCÍPIO DE LE CHATELIER 
 
 
Ex.: Ionização de um Ácido Fraco (CH3COOH – ácido 
acético) 
 
 CH3COOH H
+ + CH3COO
- 
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Fatores que Afetam o Equilíbrio Químico 
 CH3COOH H
+ + CH3COO
- 
 
 + 
 
 OH- (Adição de NaOH) 
 
 
 
 
 H2O 
 
 
 O equilíbrio vai se deslocar no sentido da formação dos 
íons acetato (aumento da ionização do ácido acético) 
até o restabelecimento de um novo equilíbrio. 
 
 
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Fatores que Afetam o Equilíbrio Químico 
Este efeito é MUITO USADO NA QUÍMICA ANALÍTICA 
 (EFEITO DO ÍON COMUM) 
 
Ex.: Na precipitação de íons prata 
 
 Ag+ + Cl- AgCl (branco) 
 
 (excesso de íons cloreto) 
 
Quanto maior a [ Cl- ] mais o equilíbrio se desloca para a 
direita (na direção da precipitação do cloreto de prata). 
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Fatores que Afetam o Equilíbrio Químico 
2) Efeito do Calor (Energia Térmica) 
 
 Em qualquer reação química uma parcela de massa é 
transformada em energia e vice-versa. 
 
 E = m c2 ∆E = ∆m c2 
 
 Então: 
 
 - Reações Endotérmicas 
 
 - Reações Exotérmicas 
 
 Ex.: Auto ionização da Água 
 
 H2O + CALOR H
+ + OH- 
 
 (13,8 kcal /mol) 
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Fatores que Afetam o Equilíbrio Químico 
3) Efeito de Catalisadores 
 
 Substâncias que aceleram (ou retardam) a velocidade 
das reações. 
 
 Ex.: Oxidação de Mn2+ pelo íon peroxidisulfato é 
catalisada pelo íon prata 
 
 Qual o mecanismo da reação? 
 
 Ag+ + S2O8
2- Ag2+ + SO4
2- 
 
 
 Ag2+ + Mn2+ + H2O MnO4
- + Ag+ + H+ 
 (violeta) 
 _____________________________________________ 
 Mn2+ + S2O8
2- + H2O MnO4
- + SO4
2- + H+ 
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Constantes de Equilíbrio 
 Até agora o Equilíbrio Químico foi tratado de modo 
QUALITATIVO. 
 
 O uso das CONSTANTES DE EQUILÍBRIO permite realizar 
um tratamento QUANTITATIVO do equilíbrio químico. 
 
 Tipos de Constantes de Equilíbrio (para cada tipo de 
reação) 
 
 - Reações de Precipitação 
 
 Ex.: Ag+ + Br- AgBr (amarelo) 
 
 
 Keq = [ Produtos ] 
 [ Reagentes ] 
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Constantes de Equilíbrio 
 Ag+ + Br- AgBr 
 
 
 Keq = [ Produtos ] 
 [ Reagentes ] 
 
 Keq = [ AgBr ] 
 [ Ag+ ] [ Br- ] 
 
 [ AgBr ] = constante (qualquer sólido ou líquido 
puro tem concentração constante) 
 
 Keq = constante 
 [ Ag+ ] [ Br- ] 
 
 constante = [ Ag+ ] [ Br- ] 
 Keq 
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Constantes de Equilíbrio 
 
 Kps = [ Ag
+ ] [ Br- ] 
 
 Constante do Produto de Solubilidade 
 
 AgBr Ag+ + Br- 
 
 Kps AgBr = 4,9 x 10
-13 
 
 
 Outro exemplo: 
 
 Fe(OH)3 Fe
3+ + 3 OH- 
 
 Kps = [ Fe
3+ ] [ OH- ]3 
 
 Kps Fe(OH)3 = 3,2 x 10
-38