EQUILIBRIO QUIMICO

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
LABORATÓRIO DE QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NO EQUILÍBRIO QUÍMICO
ACADÊMICOS: 
 
TURMA: ENGENHARIA QUÍMICA-005 
MARINGÁ - PARANÁ
04/06/2013
1. INTRODUÇÃO
	O equilíbrio químico é um aspecto importante das reações químicas, pois a regulação deste afeta diretamente o rendimento de processos industriais, tendo também grande importância em organismos vivos, como as células, que se esforçam para não chegar ao equilíbrio.
	Todos os equilíbrios químicos são dinâmicos, com as reações direta e inversa ocorrendo na mesma velocidade, ou seja, quando um sistema atinge o equilíbrio químico, as reações direta e inversa continuam a ocorrer, mas os reagentes e produtos estão sendo produzidos e consumidos com a mesma velocidade e, portanto a composição da mistura permanece constante.
	Como os equilíbrios são dinâmicos, eles respondem a mudanças nas condições da reação, pode-se adicionar mais reagentes, variar a pressão ou temperatura. Os resultados destas alterações são previsíveis, o químico francês Henri Le Chatelier identificou os princípios gerais qualitativos dos efeitos de uma destas perturbações no equilíbrio químico: “Quando uma perturbação exterior é aplicada a um sistema em equilíbrio dinâmico, ele tende a se ajustar para reduzir ao mínimo o efeito da perturbação”. Este enunciado ficou conhecido como princípio de Le Chatelier.
	Os seguintes fatores identificam um equilíbrio químico: as reações direta e inversa estão sempre ocorrendo, e fazem isto na mesma velocidade, e então não há mudança aparente no sistema.
	A constante de equilíbrio (que relaciona as concentrações de produtos e reagentes no momento do equilíbrio) permanece inalterada quando as concentrações ou pressões mudam, entretanto ela é dependente da temperatura. No caso de uma reação exotérmica, a formação de produtos é favorecida pela redução da temperatura, no caso de uma reação endotérmica, pelo contrário, o aumento da temperatura desloca a reação no sentido dos produtos.
	O princípio de Le Chatelier está de acordo com estas constatações, pois o aquecimento gerado na reação exotérmica ajuda a compensar a redução da temperatura, do mesmo modo o calor absorvido em uma reação endotérmica ajuda a compensar o aumento da temperatura, então o aumento da temperatura de uma mistura de reação desloca o equilíbrio na direção endotérmica.
2. PROCEDIMENTOS
2.1. MATERIAIS
Água
Béquer de 250 mL
Bico de Bunsen
Caixa de isopor
Cloreto de amônio (NH4Cl)
Gelo
NH4SN
Nitrato de chumbo (Pb(NO3)2)
Pinça de madeira
Rolha
Solução pronta de FeCl3+3NH4SCN⇄Fe(SCN)3+3NH4Cl
Suporte de tubos de ensaio
Tubos de ensaio
2.2. METODOLOGIA
Experimento 1: Influência da temperatura no equilíbrio químico entre o dióxido de nitrogênio e o tetraóxido de dinitrogênio.
	Foram colocadas duas pequenas quantias de nitrato de chumbo (Pb(NO3)2(s)) em dois tubos de ensaio diferentes, limpos e secos. Com uma pinça de madeira colocou-se cada tubo na chama do bico de Bunsen, inclinados para não espirrar sal. Após se notar um gás de coloração marrom-avermelhado, tampou-se com a rolha e colocou-se cada frasco em um suporte de tubos de ensaio. Pegou-se então um béquer de 250 mL e aqueceu-se no bico de Bunsen cerca de 200 mL de água.
	Logo após, um dos tubos foi levado ao béquer com a água aquecida e o outro em uma caixa de isopor com gelo. Após cerca de um minuto os tubos de ensaio foram invertidos de posição. Tendo em vista que o NO2 tem coloração marrom e o N2O4 é incolor, foi observada a coloração de cada tubo e anotado.
Experimento 2: Influência da temperatura no equilíbrio químico do complexo formado por cloreto de ferro (III) e tiocianato de amônio.
	Foram preparados três tubos de ensaio, cada um com aproximadamente 5 mL do complexo FeCl3+3NH4SCN⇄Fe(SCN)3+3NH4Cl (R-1). O primeiro tubo não foi alterado (solução padrão), no segundo tubo foi adicionado NH4Cl e no terceiro NH4SCN. Tendo em vista que o Fe(SCN)3 tem a coloração vermelho tijolo, foi observada a coloração de cada tubo e anotada.
3. RESULTADOS
Experimento 1: Influência da temperatura no equilíbrio químico entre o dióxido de nitrogênio e o tetraóxido de dinitrogênio.
	Obteve-se o dióxido de nitrogênio a partir de:
2Pb(NO3)2(s) → NO2(g) + 2PbO(s) + O2(s) (R-2)
 ∆
	E, com o NO2 obtido, variou-se a temperatura do mesmo para estudar a comportamento do equilíbrio químico dado pela equação:
2NO2(g) ⇄ N2O4(g) (R-3)
 marrom avermelhado incolor
	Observou-se que quando a solução é submetida à alta temperatura o equilíbrio se desloca no sentido do dióxido de nitrogênio, e em baixa temperatura o deslocamento é no sentido do N2O4.
Tabela 3.1 – Resultados do experimento com gases de nitrogênio.
	
	Quente
	Frio
	Tubo 1
	Marrom escuro
	Marrom claro
	Tubo 2
	Marrom escuro
	Marrom claro
Experimento 2: Influência da temperatura no equilíbrio químico do complexo formado por cloreto de ferro (III) e tiocianato de amônio.
	De acordo com a reação:
FeCl3 + 3NH4SCN ⇄ Fe(SCN)3 + 3NH4Cl (R-4)
 Incolor Vermelho tijolo
	Observou-se que com a adição de NH4Cl, que é um reagente da ordem direta, a solução ficou vermelho-claro, característica dos produtos de ordem direta. E com a adição de NH4SCN a solução ficou vermelho tijolo.
Tabela 3.2 – Resultados do experimento 2, com a solução padrão representada pela reação (R-1).
	
	Padrão
	Padrão + NH4Cl
	Padrão + NH4SCN
	Coloração
	Vermelho
	Vermelho-claro
	Vermelho-escuro
4. DISCUSSÃO
No experimento 1, o aumento da temperatura favoreceu a formação de NO2, devido a maior agitação das moléculas (maior quantidade de choques efetivos entre as moléculas), aumentando a entropia do sistema, então a ligação entre os átomos de nitrogênio do N2O4 se desfazem, formando assim mais NO2. No sentido direto a reação é exotérmica e no sentido inverso é endotérmica, pois com o aumento da temperatura o equilíbrio se desloca para o lado do NO2 (endotérmico), tendendo a neutralizar a perturbação no sistema.
No experimento 2, a adição de NH4Cl (produto), causou um clareamento no sistema, o que indica que o equilíbrio foi deslocado para o lado dos reagentes. E adição de NH4SCN (reagente), causou o escurecimento do sistema, que indica que o equilíbrio foi deslocado para o lado dos produtos. Sabemos então que a adição de reagentes, em um sistema de equilíbrio, desloca a equação para o lado dos produtos, a fim de neutralizar a alteração feita no sistema, assim como a adição de produtos desloca a reação para o lado dos reagentes, para neutralizar a alteração no sistema.
5. CONCLUSÃO
	A partir do experimento 1 pode-se concluir que o sistema 2NO2(g) ⇄ N2O4(g), é exotérmico na ordem direta, pois com um aumento de temperatura, deslocou para o lado dos produtos. 
	Segundo os procedimentos realizados no experimento 2, podemos observar que a adição de reagentes desloca o equilíbrio para o lado dos produtos e a adição de produtos desloca o equilíbrio para o lado dos reagentes. 
Após todos os experimentos, podemos confirmar o princípio de Le Chatelier, de que quando um sistema está em equilíbrio e sofre uma perturbação, este tende a reestabelecer o equilíbrio.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5ª edição. Porto Alegre. Editora Bookman, 2012.
BROWN, T. H.; LEMAY, H. E.; BURSTEN,B.E. Química: a ciência central. 7ª edição. Rio de Janeiro: Editora LTC, 1999.