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EQUILÍBRIO QUÍMICO Prof. Paulo Cesar Souza Pereira, MSc Química Geral Agronomia Engenharias QUIM / ALIM Cursos: Disciplina: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ - UEM 1 2 3 O conceito de equilíbrio Considerando uma reação reversível, equilíbrio químico é a condição onde a velocidade da reação direta se iguala a velocidade da reação inversa. Dessa forma, se estabelece um equilíbrio dinâmico. 4 Gráficos envolvendo equilíbrio Escreva a reação de equilíbrio considerando cada gráfico. Na prática qual a diferença? 5 A expressão da constante de equilíbrio Para uma reação genérica do tipo: Em termos de concentração Em termos de pressão parcial Interprete quimicamente a seguinte figura: 6 Equilíbrios Heterogêneos Os sólidos puros, líquidos puros e solventes não entram na expressão da constante de equilíbrio, embora participem do equilíbrio. A constante K expressa a razão entre a uma concentração e um valor de referência. No caso de sólidos e líquidos puros o valor de referencia é ele mesmo. n/n = 1 1 7 8 O sentido da equação e a constante de equilíbrio A expressão da constante de equilíbrio para a reação direta é a reciproca da reação inversa, então o valor numérico da constante direta é reciproco do valor da constante inversa. Princípio de Le Chatelier Se um sistema em equilíbrio é perturbado por uma variação de pressão, temperatura ou concentração de um dos componentes, o sistema deslocara sua posição de equilíbrio de tal forma a neutralizar o efeito do distúrbio. Efeito da concentração ou pressão parcial: Ex:síntese de Haber Reagentes Produtos 9 Considerando a reação em equilíbrio: O que acontece com a adição de H2 (g) no sistema ? 10 A redução do volume de uma mistura gasosa em equilíbrio, faz com que o sistema se desloque no sentido de reduzir o número de moléculas de gás. O aumento da pressão pela inserção de um gás inerte não interfere no equilíbrio. O aumento do volume de uma mistura gasosa em equilíbrio, faz com que o sistema se desloque no sentido de aumentar o número de moléculas de gás. 11 Ambiente Quente Frio Efeito da variação de temperatura: Aumento da temperatura favorece a reação endotérmica ΔH > O ( + ) Diminuição da temperatura favorece a reação exotérmica ΔH < O ( - ) O valor de ΔH é referente à reação direta. endo exo (ΔH = +53kJ/mol) Quem é o composto azul e quem é o rosa? 12 Exemplo envolvendo variações na temperatura e pressão 2 - O embolo move-se aumentando a temperatura e pressão: O aumento temporário na temperatura favorece a formação de NO2 1 – Equilíbrio referência ΔH > 0 1 2 3 3 - O sistema se resfria: O aumento na pressão (somente) favorece a formação de N2O4 13 14 Efeito da adição de catalisador: Um catalisador diminui a barreira energética (energia de ativação) entre reagentes e produtos, mas essa variação energética é valida para ambos os sentidos do equilíbrio. Assim, um catalisador somente aumenta a velocidade na qual o equilíbrio é atingido, mas não a composição da mistura. Logo, o valor de K não muda 15 16 Cálculos envolvendo a constante de equilíbrio Exemplo 15.4 Exemplo 15.8 17 Determinando o sentido da reação A constante de equilíbrio permite (1) determinar o sentido no qual a reação prosseguira até atingir o equilíbrio e (2) calcular as concentrações das espécies no equilíbrio. Considere a reação de formação da amônia. Suponha que coloquemos 2 mol de H2, 1 mol de N2 e 2 mol de NH3 em um sistema fechado. O sistema avança no sentido da reação direta ou da reação inversa? Quociente da Reação QR K 18 19 Se os dados fornecidos forem em termos de pressão parcial, basta usar PV = nRT - x - x + 2x 1.0 - x 2.0 - x 2x Resolvido na aula
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