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Relatório equilibrio quimico

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Universidade Estadual do Mato Grosso do Sul
Curso de Bacharel em Química Industrial.
Prática 7 – Equilíbrio Químico
Dauto Francisco de Souza
Gabriel Terra Castilho dos Anjos
Raul Cremonezi Piva
Experimento realizado no dia: 29/09/2014.
Dourados/MS
Agosto – 2014
Introdução
Um equilíbrio químico é a situação em que a proporção entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química se mantém constante ao longo do tempo. Foi estudado pela primeira vez pelo químico francês Claude Louis Berthollet. (AQUINO, 2008)
Um exemplo de reação reversível é a da produção da amônia (NH3), a partir do gás hidrogênio (H2) e do gás nitrogênio (N2):
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH= -22 kcal
Note que a seta dupla significa que a reação ocorre nos dois sentidos. (AQUINO, 2008)
Generalizando as reações químicas, temos:
Figura 1 (MENDONÇA, 2013)
Onde A e B são o reagentes, C e D são os produtos e V1 e V2 são respectivamente, velocidade da reação direta e velocidade da reação inversa. (AGAMENON, 2011)
Figura 2 (AGAMENON, 2011)
No início da transformação, as quantidades dos reagentes são máximas e a quantidade de produtos é zero. Os reagentes vão se reduzindo, com o passar do tempo, até formarem os produtos (reação no sentido direto). Entretanto, ao mesmo tempo em que essa reação está ocorrendo, parte dos produtos que já foram formados vão se decompondo e produzindo os reagentes (reação no sentido inverso). 
Acontece que a velocidade de transformação dos reagentes vai diminuindo e a do produto aumentando, até que elas se tornam iguais e constantes (V1=V2), neste momento, as concentrações também serão constantes. Ou seja, a reação está em equilíbrio, formando produto e reagentes na mesma velocidade e por isso dizemos que o equilíbrio é dinâmico. (MENDONÇA, 2013)
Figura 3 (LAVORENTI, 2002)
O conceito que descreve o equilíbrio químico em termos quantitativos foi proposto pelos noruegueses Cato Guldberg e Peter Waage em 1864. Eles observaram que a concentração molar dos reagentes e produtos em uma reação química em equilíbrio sempre obedecia a uma certa relação, característica para cada tipo de reação e dependente apenas da temperatura, a qual eles denominaram de constante de equilíbrio. Eles propuseram a lei da ação das massas para resumir suas conclusões, cujo enunciado é o seguinte: “a velocidade de uma reação química é diretamente proporcional às concentrações dos reagentes”. Observaram que o fator importante na determinação da velocidade ou taxa de uma reação química não é apenas a quantidade de reagente, mas sim a quantidade de reagente por unidade de volume. (LAVORENTI, 2002)
Para um equilíbrio químico generalizado na forma de:
Temos que a velocidade da reação direta é: V1 = [A] a [B]b
E que a velocidade da reação inversa é: V2 = [C] c [D]d 
Se no equilíbrio químico, V1 = V2,
 K1 [A]a [B]b = K2 [C] c [D]d, e admitindo que K1/K2 = Kc, temos que:
Figura 4 (AGAMENON, 2011)
Podemos, também, expressar a constante de equilíbrio em termos de pressões parciais (Kp). Neste caso, as substâncias envolvidas serão gases. 
 Na reação acima, a expressão de Kp será:
Figura 5 (MENDONÇA, 2013)
O equilíbrio químico, sendo dinâmico, é passível de responder às mudanças nas condições sob as quais ocorrem as reações. Se uma reação química está em equilíbrio ela vai tender a permanecer no equilíbrio e se ela não estiver em equilíbrio ela vai tender a alcançar o equilíbrio. Se uma mudança nas condições da reação aumenta a taxa na qual os reagentes se transformam em produtos, então, a composição do equilíbrio se ajusta até que a taxa da reação inversa aumente para igualar com a nova taxa no sentido direto. Se a mudança reduz a taxa da reação no sentido direto, então os produtos se decompõem em reagentes até que as duas taxas se igualem novamente. (LAVORENTI, 2002)
Os fatores que provocam o deslocamento do equilíbrio foram estudados por Henri Louis Le Châtelier, em 1884. Esse cientista enunciou o princípio geral conhecido como “Princípio da fuga ante a força” que diz: “Quando uma força age sobre um sistema em equilíbrio, com modificações de temperatura, pressão ou de concentração, este se desloca no sentido de anular a ação da força aplicada.”. (APARICIO, 2009)
O efeito da adição de reagentes a uma reação química em equilíbrio é para aumentar a concentração ou pressão parcial dos produtos. O efeito da adição de produtos a uma reação química é o inverso da adição de reagentes, ou seja, vai ocorrer o aumento da regeneração da concentração ou pressão parcial dos reagentes. (LAVORENTI, 2002)
Todos os equilíbrios químicos são afetados em alguma extensão pela pressão exercida no sistema, porém na maioria dos casos a constante de equilíbrio varia muito pouco com a pressão. Quando gases estão envolvidos na reação em equilíbrio, o efeito da pressão se torna mais significativo. O equilíbrio responde a alterações na pressão, principalmente nas reações na fase gasosa. De acordo com o principio de Le Chatelier, um equilíbrio na fase gasosa responde a um aumento na pressão fazendo com que a reação se desloque no sentido em que diminua este aumento na pressão. (LAVORENTI, 2002)
O principio de Le Chatelier também pode ser usado para prever como uma reação química em equilíbrio vai responder a uma variação de temperatura. Se a temperatura aumenta a reação tem tendência a se deslocar em direção ao lado que consuma esta energia adicionada. Se uma reação é exotérmica (libera calor), tal como no processo Haber de produção de amônia, então a diminuição de temperatura vai favorecer a produção de amônia porque o calor gerado na reação tende a minimizar a diminuição da temperatura. Em uma reação endotérmica (consome calor), tal como a decomposição de PCl5, calor deve ser fornecido para deslocar em direção ao produto. (MENDONÇA, 2013)
Os catalisadores são substâncias que, mesmo em pequenas quantidades, são capazes de aumentar a velocidade de uma reação química, diminuindo a energia de ativação. A energia de ativação é a energia mínima necessária para alcançar o complexo ativado e ocorrer a reação. (SILVA, 2011)
O uso do catalisador aumenta a velocidade da reação, mas não altera o ponto de equilíbrio, não desloca o equilíbrio e nem altera o valor de Kc. O catalisador somente diminui o tempo para que o equilíbrio seja alcançado. (SILVA, 2011)
Objetivos:
Caracterizar os estados de equilíbrio dos sistemas químicos, reconhecendo os fatores que afetam seu equilibro e estabilidade, assim como calcular a constante de equilíbrio (Kc).
3. Materiais e métodos
3.1. Materiais utilizados:
5 béqueres de 50 ml
8 tubos de ensaio
1 pisseta com água destilada
2 pipetas volumétricas de 2 ml
1 pera
3 pipetas de Pasteur
1 suporte para tubos de ensaio
3.2. Reagentes utilizados:
Solução de KOH 0,1 mol/L
Solução de K2CrO4 0,1 mol/L
Solução de K2Cr2O7 0,1 mol/L
Solução de NaOH 0,1 mol/L
Solução de BaCl2 0,1 mol/L
3.3. Procedimento experimental
Inicialmente numerou-se os tubos de ensaio, restringindo os números de 1 a 4 para a solução do íon Dicromato e de 5 a 8 para a solução do íon Cromato. Assim numerados adicionou-se 2 ml da solução de dicromato em cada tubo de ensaio (1- 4) e 2 ml da solução de cromato (5 - 8). 
Foi adicionado ao 1º tubo 60 gotas da solução de NaOH ,anotou-se a mudança e posteriormente adicionou-se 60 gotas da solução de HCl, novamente anotou-se a mudança ocorrida. 
Basicamente o mesmo procedimento foi realizado com o tubo 5, porem inicialmente adicionou-se 20 gotas de HCl e após 20 gotas de NaOH, finalizando-se por anotar as mudanças ocorridas.
Ao tubo 2 foi adicionado 4 gotas da solução de BaCl2 e agitou-se . Repetiu-se tal procedimento com o tubo de numero 6, observando e anotando-se os resultados obtidos.
Ao tubo 3 adicionou-se 70 gotas da solução de NaOH, e posteriormente 2 gotas da solução de BaCl2, tomando-se nota dos resultados. Tal procedimento foi reproduzido de maneira idêntica no tubo 7.
No tubo 4 adicionou-se 20