Equilíbrio quimico -constantes 2014-2

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EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
1. NATUREZA 
 
a) Processo Reversível e Dinâmico 
 
• Comparação c/ equilíbrio no processo físico : 
 
A uma determinada condição de T e P, os fenômenos de evaporação e 
condensação ocorrem com velocidades iguais. 
 
 
Exemplo : 
_ Decomposição do CaCO3 
 
CaCO3(s) v1 CaO(s) + CO2(g) 
 k1 
 
 
CaO(s) + CO2 (g) v2 CaCO3 (s) 
 k2 
 
Os sistemas atingem o equilíbrio quando as velocidades de ambas as reações 
são constantes (v1 = v2) 
ou... 
 
CaCO3(s) v1 CaO (s) + CO2 (g) 
 v2 
b) Espontaneidade 
 
• Os sistemas tendem a atingir o equilíbrio espontaneamente. 
 
• Princípio de LE CHÂTELIER (1884) 
 
“Quando um sistemas em equilíbrio é sujeito a qualquer perturbação, tende a 
ajustar-se ou adaptar-se, de modo a reduzir o efeito perturbador, 
restabelecendo a condição de equilíbrio”. 
 
→ Este princípio é aplicado a qualquer tipo de equilíbrio. 
 
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c) Reversibilidade 
 
• A natureza e as propriedades do equilíbrio químico são iguais, não importa a 
direção a partir da qual o equilíbrio é atingido. 
 
d) Natureza termodinâmica 
 
O estado de equilíbrio representa um meio termo entre duas tendências 
opostas: 
 
• Estado de energia mínino 
• Estado de entropia máxima 
 
 
2) A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO 
 
 
• Foi proposta por Guldberg e Waage (1867) 
 
“A velocidade de uma reação química é proporcional à concentração das 
substâncias reagentes” 
 
 A + B 
 ←
 →
2,2
1,1
kv
kv
 C + D 
 
 
 
v1 = k1[A][B] e v2 = k2 [C][D], onde k1 e k2 = constantes de velocidade. 
 
No equilíbrio: v1 = v2, então : 
 
k1 [A][B] = k2 [A][B] 
 
 
• K é independente das concentrações iniciais das espécies 
• pode variar com a T e a P 
 
 
[ ] [ ]
[ ] [ ] equilíbriodeconstanteKonde K,2k
1k
 mas ,
BA
DC
2k
1k
===
 3
 
 
Representação da constante K para reações complexas 
 
nA = n1B = n2C...⇔ n3D + n4E + n5F... 
 
 
 
3. Deslocamento de equilíbrio 
 
 
“O equilíbrio químico pode ser deslocado no sentido a obter-se maior formação 
de produtos pela adição de reagentes ou supressão de um dos produtos do 
sistema homogêneo (precipitação, evaporação , extração) 
 
 
Exemplo : 
 
AsO4-3(aq) + 2I-(aq) + 2H+ (aq) ⇌ AsO3-3 (aq) + I2(g) + H2O(l) 
 
 
 
Fatores que podem deslocar o equilíbrio : 
 
Adição de tampão, variação de T e P. 
 
 
Regras (práticas) para a escrita da expressão matemática da constante de 
equilíbrio 
 
(1) Produtos ou reagentes sólidos (puros): não participam da equação (=1) 
(2) Produtos ou reagentes líquidos (puros, normalmente a H2O): não 
participam da equação (=1) 
(3) Gases: pressão parcial, em atm ou mmHg 
(4) Solutos em solução aquosa: [C] em mol/l
[ ] [ ] [ ]
[ ] [ ] [ ]n2n1n
n4n4n3
CBA
FEDK =
{ }
[ ] [ ] [ ]+−− 



=
HIAsO
2
3-AsO
K 3
4
3 pI
 4
 Tabela 1. Principais tipos de equilíbrio utilizados em química analítica 
 
Tipo de e quilíbrio Nome e símbolo da 
constante 
Expressão da Reação Expressão da constante de 
equilíbrio 
 
Dissociação da H2O 
Kw – constante do 
produto iônico da H2O 
 
 
2 H2O⇌ H3O+ + OH- 
 
Kw = [H3O+][OH-] 
Equilíbrio 
heterogêneo entre 
substâncias pouco 
solúveis e seus íons 
em solução aquosa 
Kps –constante do 
produto de 
solubilidade 
 
BaSO4(s) ⇌ Ba+2(aq)+ SO4-2(aq) 
 
 
Kps = [Ba+2][SO4-2] 
 
 
Dissociação de ácidos 
e bases fracas 
 
Ka ou Kb, constante 
de dissociação 
 
 
CH3COOH + H2O ⇌ H3O+ + 
CH3COO- 
 
[ ][ ]
[ ]COOHCH
COOCH
3
33 OH
−+
=Ka 
Formação de íons 
complexos 
ββββn, constante de 
formação do complexo 
Ni+2 + 4CN-⇌ [Ni(CN)4]-2 [ ]
[ ][ ]4
)(
2
2
4
−+
−
=
CNNi
CNNi4444ββββ
 
Equilíbrio de oxi-
redução 
K redox, constante de 
oxi-redução 
 
 
MnO4- + 5Fe+2 + 8H+ ⇌ 
Mn+2 + 5Fe+3 + 4 H2O 
[ ][ ]
[ ][ ] [ ]85
5
2
4
32
++−
++
=
HFeMnO
FeMn
redoxK
 
Equilíbrio de 
distribuição entre 
solventes imiscíveis 
Kd, constante de 
distribuição 
 
 
I2(aq) ⇌ I2(org) 
[ ]
[ ])(2
)(2
aq
org
I
I
=dK 
 
 5
EXERCÍCIOS SOBRE EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
1) Escrever a constante de equilíbrio químico para as seguintes reações: 
a) O2 gasoso oxidando o gás amônia para produzir oxigênio gasoso e vapor de 
água: 
 
3O2(g) + 4NH3(g) 2N2(g) + 6H2O(g) 
 
b) N2 gasoso reagindo com os sólidos carbonato de sódio e carbono para produzir 
cianeto de sódio e monóxido de carbono gasoso: 
 
N2(g) + Na2CO3(s) + 4C(s) 2NaCN(s) + 3CO(g) 
 
c) Carbonato de magnésio sólido em meio ácido (aq): 
 
MgCO3(s) + 2H3O+(aq) Mg2+(aq) + 3H2O(l) + CO2(g) 
 
d) 2BiCl3(aq) + 3H2S(g) Bi2S3(s) + 6HCl(aq) 
e) BaCO3(s) + 2HC2H3O2(aq) Ba(C2H3O2)2(aq) + H2O(l) + CO2(g) 
f) NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g) 
g) 2Hg22+(aq) 2Hg2+(aq) + 2Hg0(s) 
 
h) AgCl(s) + 2NH3(g) [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl-(aq) 
 
i) 2Ba2+(aq) + Cr2O72-(aq) + 2OH-(aq) 2BaCrO4(s) + H2O(l) 
 
2) Escreva a equação química para as reações correspondentes às seguintes 
expressões da constante de equilíbrio: 
 
a) 
K �
�Br�	
�I�	
	�Br
	
 
b) 
K �
�Zn
�		P�H
S�
�H�O�	
 
c) 
K �
�NO�
�	
	P�CO
�
�CO�
���HNO�