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10/04/2018 1 Profa. Dra. Taiana Tarantino Equilíbrio Químico Equilíbrio Químico Equilíbrio Químico Equilíbrio químico é a situação na qual as concentrações dos participantes da reação não se alteram, pois as reações direita e inversa estão processando com velocidades iguais. aA + bBD cD + dD Reagentes Produtos Reação direta e Reação inversa Reação direta – Reação que processa no sentido da formação dos produtos Reação inversa ou indireta – Reação que processa no sentido da formação dos reagentes Reação reversível - é aquela que se processa simultaneamente nos dois sentidos. Reação irreversível – é aquela na qual os reagentes são convertidos em produtos. Variação da Concentração Variação da Velocidade (1) (2) 10/04/2018 2 Lei da ação das massa A velocidade de uma reação química é proporcional as concentrações molares dos reagentes. A velocidade da reação é expressa como: Lei de ação das massas estabelece que a velocidade de uma reação química seja proporcional ao produto das concentrações dos reagentes elevada à potência igual ao número de partículas que participam na reação. Constante de Equilíbrio (Kc) No equilíbrio a velocidade da reação direta é igual a velocidade a velocidade da reação inversa. aA + bBD cD + dD vd = kd [A]a [B]bvi = ki [C] c [D]d vd = vi kd [A]a [B]b = ki [C]c [D]d As Constantes de Equilíbrios (Keq) são equações algébricas que descrevem a relação entre as concentrações de reagentes e produtos quando o sistema atinge o estado de equilíbrio químico. Constante de Equilíbrio Constante de equilíbrio Considerando uma reação hipotética: Constante de equilíbrio Ordem de grandeza das constantes de equilíbrio A constante de equilíbrio envolve a razão entre produtos e reagentes. Conseqüentemente, quanto maior for K, mais produtos estarão presentes no equilíbrio (K >> 1). De modo inverso, quanto menor for K, mais reagentes estarão presentes no equilíbrio (K << 1). Constante de equilíbrio Para reações no estado gasoso: A lei da ação das massas é escrita como uma função de pressões parciais, normalmente em atmosferas. 10/04/2018 3 A relação entre Kc e Kp Tipos de Equilíbrios Exercício Escreva as expressões para a constante de equilíbrio em cada sistema abaixo: a) CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq) b) BaSO4(s) + CO32-(aq) BaCO3(s) + SO42-(aq) c) Ag2O(s) + H2O(l) Ag+(aq) + OH-(aq) Exercício 1. A constante de um sistema em equilíbrio é: Qual a equação que representa a reação desse sistema? 1. A constante de equilíbrio Kp para a reação é igual 0,14. Numa mistura em equilíbrio, a pressão parcial do NO2 é igual a 0,7 atm. Qual a pressão parcial do N2O4? Exercício Quando 1 mol de amônia é aquecido a 500 K num sistema fechado de 1 L de capacidade, 50% do composto se dissocia, estabelecendo-se o equilíbrio. Calcule KC e KP. Dado: R = 0,082 atm L / mol K. 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” Variações de: Temperatura, Pressão, Concentração de reagente ou produto. 10/04/2018 4 Variação da concentração Adição de um constituinte: quando adicionamos um constituinte a um sistema reacional em equilíbrio químico, o equilíbrio será deslocado no sentido de consumir o constituinte adicionado. Remoção de um constituinte: quando removemos um constituinte de um sistema reacional em equilíbrio químico, o equilíbrio será deslocado no sentido de produzir o constituinte removido. Variação da concentração Adição de um constituinte Variação da concentração Remoção de um constituinte Variação da pressão As variações na pressão do sistema só afetarão sistemas reacionais que envolvam espécies gasosas e quando ocorrerem variações no número total de moles gasosos entre reagentes e produtos. A variação de pressão deverá, igualmente, ser acompanhada da variação de volume para que afete o equilíbrio. Variação da pressão Aumento da pressão: quando a pressão do sistema aumenta, o equilíbrio será deslocado no sentido da formação de um menor número de moles gasosos. Diminuição da pressão: quando a pressão do sistema diminui, o equilíbrio será deslocado no sentido da formação de um maior número de moles gasosos. Variação da pressão 10/04/2018 5 Variação da pressão Variação da pressão Variação da Temperatura O aumento da temperatura favorece outro equilíbrio no sentido da reação endotérmica. A redução da temperatura favorece outro equilíbrio no sentido da reação exotérmica. Reações atérmicas (raras) não são afetadas por variações de temperatura. Variação da Temperatura A temperatura é o único parâmetro que afeta diretamente o valor da constante de equilíbrio. A constante de equilíbrio para uma reação exotérmica diminui com o aumento da temperatura. No caso de uma reação endotérmica, um aumento da temperatura aumenta o valor da constante de equilíbrio. Exercício Considere a reação: 2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g) + 42Kcal a) Qual o efeito da adição de oxigênio para o sistema? b) Qual o efeito da adição de SO3 para o sistema? c) Qual o efeito da adição de SO2 para o sistema? d) Qual o efeito do aumento da pressão para o sistema? e) Qual o efeito da diminuição da temperatura para o sistema?
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