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Instituto Federal do Rio de Janeiro – Unidade Maracanã Práticas: Deslocamento de equilíbrio PMQ331 – Pós-Médio em Química Professor: Erlandsson Anthony de Sousa Disciplina: Físico-química Alunas: Lívia Ferreira da Silva Mônica Silva Influência da temperatura Objetivos Observar a interferência da temperatura no equilíbrio de reações. Resultados e discussão Após a adição de HCl a mistura tornou-se violeta. Em seguida, colocou-se um tubo em banho quente e o outro em banho frio. A solução imersa em banho quente alterou a coloração para o azul enquanto que a solução em banho frio se tornou rosácea (figura 1). Figura 1 - À esquerda tubo com solução de [CoCl4]-2 e à direita tubo com solução de [Co(H2O)6]-2. Uma reação em equilíbrio é caracterizada por ocorrer em sentido inverso e direto na mesma velocidade. Entretanto, tal equilíbrio é vulnerável a fatores como temperatura, concentração e pressão. Quando a velocidade de um dos sentidos da reação é alterada ocorre o desequilíbrio da reação. Nesse experimento ocorreu uma alteração na coloração ocorreu graças ao descolamento de equilíbrio provocado pelo aumento e diminuição da temperatura. [Co(H2O)6]2+(aq) + 4Cl- ⇌ [CoCl4]2-(aq) + 6H2O(l) A diminuição da temperatura deslocou a reação para o sentido inverso e assim a solução apresentou uma coloração rosa, por ser essa a coloração do [Co(H2O)6]2+. Já o aumento da temperatura deslocou a reação para o sentido direto e dessa forma a solução exibiu coloração azul, coloração característica do [CoCl4]2-. Conclusão A temperatura é um dos fatores que pode influenciar no deslocamento de uma reação favorecendo a formação de reagentes e de produtos e consequentemente podendo ser manipulada de acordo com os objetivos do fabricante. Dominar tal conhecimento é interessante, pois permite, por exemplo, a redução de custos durante a produção de um determinado composto. Influência da concentração dos reagentes no equilíbrio químico Objetivos Observar a interferência da concentração dos reagentes no equilíbrio de reações. Cálculos Ci . Vi = Cf . Vf 0,002 . Vi = 0,001 . 40 Vi =20 mL Ou seja, foram necessários 20mL da solução inicial (0,002 mol/L) para preparar 40 mL da solução final 0,001 mol/L. Resultados e discussão Todas as soluções foram preparadas a partir de uma mistura de KSCN e FeCl3, de acordo com a reação a seguir: FeCl3 + 3KSCN ⇌ Fe(SCN)3+ 3KCl Reservou-se uma solução padrão (figura 2) e nos três tubos restantes, adicionou-se um sal a solução padrão, a saber: KSCN, FeCl3 e KCl (figura 2). Figura 2 – Soluções formadas a partir da reação entre o KSCN e o FeCl3, da direita para a esquerda: solução padrão; solução com 4 gotas de KSCN; solução com 4 gotas de FeCl3; solução com um cristal de KCl. Tabela 1 – Influência da concentração. Tubos Ensaio Coloração 1 Laranja claro 2 Laranja escuro 3 Laranja escuro 4 Laranja claro A solução com cristal de KCl apresentou coloração semelhante a solução padrão, pois tal adição deslocou a reação para o sentido direto. Nas soluções onde ocorreu a adição de gotas de KSCN e FeCl3 houve alteração na coloração, pois houve o deslocamento da reação para o sentido inverso, ou seja, para a formação de mais reagentes. Conclusão Portanto, a concentração dos produtos e reagentes influencia no equilíbrio da reação. O aumento da concentração do reagente desloca a reação para o sentido inverso, aumentando assim a concentração dos produtos. Por outro lado, a diminuição da concentração do reagente desloca a reação para o sentido direto e consequentemente aumenta a concentração de produtos. E, assim como foi dito em relação ao controle da variação de temperatura, conhecer e utilizar as variações das concentrações de produtos e reagentes é imprescindível na rotina laboratorial. Equilíbrio CrO42-/ Cr2O72- Objetivos Observar alterações no equilíbrio de reações através de variações do pH. Resultados e discussão Inicialmente, o tubo de ensaio que recebeu 2,0mL de K2Cr2O7 (tubo 1) apresentou coloração laranja (figura 3A) enquanto que o outro tubo que recebeu 2,0 mL de K2Cr2O4 (Tubo 2) exibia coloração amarela (figura 3B). Em seguida, com a adição de gotas alternadas de NaOH observou-se mudanças de cores apenas no tubo 1 que passou a exibir a coloração amarela ao invés da laranja (tabela 2). Figura 3 – A) Solução inicial de K2Cr2O4 (cor inicial amarela); B) Solução inicial de K2CrO7 (cor inicial laranja); C). À esquerda tubo 1 com solução final de K2Cr2O7 e à direita tubo 2 com solução final de K2CrO4. A B C Com a adição de gotas de HCl a solução de K2Cr2O4 altera sua cor de amarelo para laranja. Já a solução de K2Cr2O7 terá sua coloração alterada – de laranja para amarelo - após a adição de gotas de NaOH. Tabela 2 – Acompanhamento das mudanças de cores durante as duas experiências realizadas. Experiência Tubo Gotas adicionadas Cor final Espécie predominante Adição de NaOH 1,0 mol/L 1 (K2Cr2O7) 7 Amarela Cr2O42- 2 (K2Cr2O4) 13 Amarela Cr2O42- Adição de HCl 1,0 mol/L 1 (K2Cr2O7) 3 Laranja Cr2O72- 2 (K2Cr2O4) 15 Laranja Cr2O72- Quando os íons CrO42- e CrO72- estão em solução estabelecem um equilíbrio químico, ou seja, o íon CrO42- (amarelo) se transforma em CrO72- (laranja) e o íon CrO72- se transforma em CrO42-. A diminuição do pH favorece a formação do CrO72-, e por isso, a adição do HCl tornou a solução laranja. Já o aumento do pH favorece a formação do CrO42- , e por isso a adição do NaOH tornou a solução amarela. A seguir, estão descritas tais reações: Na experiência 1 houve a adição de NaOH (1,0 mol/L): K2Cr2O7 + NaOH ⇌ Cr2O42- (amarelo) K2Cr2O4 + NaOH ⇌ CrO72- (laranja) Na experiência 2 houve a adição de HCl (1,0 mol/L): K2Cr2O7 + HCl ⇌ Cr2O42- (amarelo) K2Cr2O4 + HCl ⇌ CrO72- (laranja) Conclusão Nesse caso, pode-se observar como alterações no pH influenciam no equilíbrio de reações. Referências bibliográficas http://proquimica.iqm.unicamp.br/deslocamento.htm (Acesso: 08/05/16);
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