aula equilíbrio químico

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Disciplina: 1QGIN – Química Geral e Inorgânica
Professor: Alex Molina Manfredi
Equilíbrio Químico
Data 16/04/2018 
EQUILÍBRIO QUÍMICO
1.1 A Constante de Equilíbrio
1.2 O Quociente de Reação
1.3 Determinando um K
Equilíbrio Químico:
1.1 A Constante de Equilíbrio
Figura 01.
Equilíbrio Químico:
1.1 A Constante de Equilíbrio
aA + bB � cC + dD
Constante de equilíbrio =
[ ] [ ]
[ ] [ ]ba
dc
BA
DCK =
Suponha, por exemplo, que as concentrações de H2 e I2 no
frasco sejam ambas inicialmente de 0,0175 mol/L a 425°C e
que não haja HI presente. Com o passar do tempo, as
concentrações de H2 e I2 irão diminuir e a de HI irá
aumentar, até atingir o estado de equilíbrio (Figura 01). Se os
gases no frasco forem analisados, as concentrações
observadas serão de [H2] = [I2] = 0,0037 mol/L e [HI] =
0,0276 mol/L.A tabela a seguir resume esses resultados:
Equação H2(g) + I2(g) ���� 2 HI(g)
Inicial (mol/L) 0,0175 0,0175 0
Variação (mol/L) - 0,0138 - 0,0138 + 0,0276
Equilíbrio (mol/L) 0,0037 0,0037 0,0276
Equilíbrio Químico:
1.1 A Constante de Equilíbrio
[ ]
[ ][ ]
( )
( )( ) 560037,00037,0
0276,0 2
22
2
===
IH
HIK
EQUILÍBRIO QUÍMICO
1.1 A Constante de Equilíbrio
1.2 O Quociente de Reação
1.3 Determinando um K
Equilíbrio Químico:
1.2 O Quociente de Reação
aA + bB � cC + dD
[ ] [ ]
[ ] [ ]ba
dc
BA
DCQ =
Se Q < K: alguns reagentes precisam ser convertidos para
produtos, a fim de que a reação atinja o equilíbrio. Isso
diminuirá as concentrações de reagentes e aumentará as
concentrações de produtos.
Se Q > K: alguns produtos precisam ser convertidos para
reagentes, a fim de que a reação atinja o equilíbrio. Isso
aumentará as concentrações de reagentes e diminuirá as
concentrações de produtos.
Se Q = K: reação no equilíbrio
O Quociente de Reação
Problema 01: O dióxido de nitrogênio, NO2, um
gás castanho, pode existir em equilíbrio com o gás
incolor N2O4:
2 NO2(g) � N2O4(g) Kc = 170 a 298 K
Suponha que a concentração de NO2 seja 0,015
mol/L e a concentração de N2O4 seja 0,025 mol/L.
O valor de Q é maior, menor ou igual a Kc? Se o
sistema não estiver em equilíbrio, em que direção a
reação deverá proceder para que atinja o equilíbrio?
Equilíbrio Químico:
1.2 O Quociente de Reação
Equilíbrio Químico:
1.2 O Quociente de Reação
Solução 01:
[ ]
[ ]
( )
( ) 110015,0
025,0
22
2
42
===
NO
ONQ
O valor de Q é menor que o valor de K (Q < K), portanto, a
reação não está em equilíbrio. O sistema prossegue ao
equilíbrio convertendo NO2 em N2O4, aumentando assim
[N2O4] e diminuindo [NO2] até que Q = K.
EQUILÍBRIO QUÍMICO
1.1 A Constante de Equilíbrio
1.2 O Quociente de Reação
1.3 Determinando um K
Calculando uma Constante de Equilíbrio (K)
Usando Concentrações
Problema 02: Em uma solução aquosa, íons
ferro(III) reagem com íons iodo para fornecer íons
ferro(II) e íons tri-iodeto, I3-. Suponha que a
concentração inicial de íons Fe3+ seja 0,200 mol/L, a
concentração inicial de íon I- seja 0,300 mol/L e a
concentração de equilíbrio de íons I3- seja 0,0866
mol/L. Qual o valor de Kc?
2 Fe3+(aq) + 3 I-(aq) � 2 Fe2+(aq) + I3-(aq)
Equilíbrio Químico:
1.3 Determinando um K
Equilíbrio Químico:
1.3 Determinando um K
Solução 02:
Equação 2 Fe3+(aq) + 3 I-(aq) ���� 2 Fe2+(aq) + I3
-(aq)
Inicial (mol/L) 0,200 0,300 0 0
Variação 
(mol/L)
- 2x - 3x + 2x +x
Equilíbrio 
(mol/L)
0,200-
2(0,0866) = 
0,027
0,300-
3(0,0866) = 
0,040
2(0,0866) = 
0,173
x = 0,0866
[ ] [ ]
[ ] [ ]
( ) ( )
( ) ( )
4
32
2
323
3
22
106,5
040,0027,0
0866,0173,0
x
IFe
IFeK ===
−+
−+
Calculando as Concentrações no Equilíbrio
Problema 03: A constante de equilíbrio Kc (=
55,64) para:
H2(g) + I2(g) � 2 HI(g)
foi determinada a 425°C. Se 0,130 mol de cada H2 e
I2 são colocados em um frasco de 25,0 L, quais são
as concentrações de H2, I2 e HI quando for atingido
o equilíbrio?
Equilíbrio Químico:
1.3 Determinando um K
Solução 03:
Equilíbrio Químico:
1.3 Determinando um K
Equação H2(g) + I2(g) ���� 2 HI(g)
Inicial (mol/L) 0,130mol/25L 
= 5,20x10-3 M
0,130mol/25L = 
5,20x10-3 M
0
Variação (mol/L) - x - x + 2x
Equilíbrio (mol/L) 5,20x10-3 - x 5,20x10-3 - x 2x
[ ]
[ ][ ]
( )
( )
( )
( )23
2
23
2
22
2
1020,5
264,55
1020,5
264,55
xx
x
xx
x
IH
HIK
−
=
−
=
=
−
−
MxxHI
MxxxIH
xx
x
xx
xx
x
33
333
22
3
3
1020,8)1010,4(2][
1010,11010,41020,5][][
1010,4
459,90388,0
2459,70388,0
1020,5
2459,7
−−
−−−
−
−
==
=−==
=
=
=−
−
=
Cálculos em que a solução envolve uma
expressão quadrática
Problema 04: Suponha que você esteja estudando
a decomposição do PCl5 para formar PCl3 e Cl2.
Você sabe que Kc = 1,20 a uma determinada
temperatura.
PCl5(g) � PCl3(g) + Cl2(g)
Se a concentração inicial de PCl5 é 0,0920 mol/L,
quais serão as concentrações do reagente e dos
produtos quando o sistema atingir o equilíbrio?
Equilíbrio Químico:
1.3 Determinando um K
Solução 04:
Equilíbrio Químico:
1.3 Determinando um K
Equação PCl5(g) ���� PCl3(g) + Cl2(g)
Inicial (mol/L) 0,0920 0 0
Variação (mol/L) - x + x + x
Equilíbrio (mol/L) 0,0920 - x x x
[ ][ ]
[ ]
( )
0
0110,020,1
0920,0
20,1
2
2
2
5
23
=++
=−+
−
=
=
cbxax
xx
x
x
PCl
ClPClK
( )( )
( ) ( )( )
( )
MClPCl
MPCl
x
x
x
a
cabb
x
0859,0][][
0061,00859,00920,0][
29,1
0859,0
12
110,01420,120,1
2
4
23
5
2
1
2
2
==
=−=
−=
=
−−±−
=
−±−
=
Cálculos em que a solução envolve uma
expressão quadrática (simplificada)
Problema 05: Considere o equilíbrio de
dissociação de moléculas de I2 para formar átomos
de I, para os quais K = 5,6 x 10-12 a 500 K.
I2(g) � 2 I(g)
Assumindo que a concentração inicial de I2 é 0,45
mol/L, quais seriam as concentrações do reagente e
produto no equilíbrio?
Equilíbrio Químico:
1.3 Determinando um K
Solução 05:
Equilíbrio Químico:
1.3 Determinando um K
Equação I2(g) ���� 2 I(g)
Inicial (mol/L) 0,45 0
Variação (mol/L) -x +2x
Equilíbrio (mol/L) 0,45 - x 2x
[ ]
[ ]
( )
( )45,0
2106,5
45,0
2106,5
2
12
2
12
2
2
x
x
x
x
x
I
IK
=
−
=
=
−
−
( ) MxxI
MxI
xx
xx
xx
67
7
2
7
6
212
106,1109,72][
45,0109,745,0][
109,7
21059,1
21052,2
−−
−
−
−
−
==
=−=
=
=
=
Obs:Como o valor de K é muito pequeno, o valor de x tende a zero e podemos
desconsiderar no termo (0,45 – x).