AP2 - Tópico 07 - equilIbrio_quimico

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EQUILÍBRIO QUÍMICO
Prof. Dr. Milton Ferreira
Apresentação disponível em:
https://goo.gl/nBucWp
A definição física de equilíbrio diz que esse é o “estado de um corpo que se mantém sobre um apoio, sem se inclinar para nenhum dos lados” (Fonte: Dicionário Michaelis de Língua Portuguesa).
DEFINIÇÃO:
Equilíbrio – dois processos opostos que ocorrem com velocidades iguais, em movimento constante. 
Dinamismo do Equilíbrio
Velocidade da 
reação direta
Velocidade da 
reação inversa
=
	A Velocidade da mulher é igual à Velocidade da esteira, em sentido oposto
	Tanto a esteira quanto a mulher continuam se movendo, mas macroscopicamente o sistema não se altera
REVERSIBILIDADE NO EQUILÍBRIO QUÍMICO
Tecnicamente, todas as reações químicas são um equilíbrio, ou seja, não se completa. Mas quando a concentração de reagentes ou produtos é MUITO BAIXA, diz-se que a reação aconteceu completamente.
	Exemplo: 	H+(aq) + OH-(aq)  H2O(l) 
H+(aq) + OH-(aq)
H2O(l)
REVERSIBILIDADE NO EQUILÍBRIO QUÍMICO 
CONCEITO DE PROCESSO REVERSÍVEL
Considere os seguintes processo:
H2O (l)
H2O (g)
H2O (g)
H2O (l)
V 1
V2
V1 : Velocidade de evaporação
V2 : Velocidade de condensação
Reação 1 - DIRETA
Reação 2 - INVERSA
Num processo reversível há sempre duas reações simultâneas
H2O (l) H2O (g)
Insira um mapa do seu país.
7
O EQUILÍBRIO É UM ESTADO ATINGIDO POR REAÇÕES REVERSÍVEIS
Velocidade das reações
Tempo
Velocidade da reação inversa (V2)
Velocidade da reação direta (V1)
T
Em T temos que:
V1 = V2
SISTEMA EM EQUILÍBRIO QUÍMICO 
H2O (l) H2O (g)
H2O (l)
H2O (l)
H2O (g)
H2O (g)
1
2
Inserira uma imagem de uma das características geográficas do seu país.
8
O EQUILÍBRIO DAS REAÇÕES PODE SER ATINGIDO EM DIFERENTES CONDIÇÕES
Considere o seguinte processo que atinge o equilíbrio em 3 situações diferentes::
N2O4 (g) 2 NO2 (g)
Concentração (mol/L)
Tempo
Concentração (mol/L)
Tempo
[N2O4] < [NO2]
[N2O4] > [NO2]
[N2O4] = [NO2]
Concentração (mol/L)
Tempo
Insira uma imagem que ilustre uma estação do ano no seu país.
9
A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
1 N2O4 (g) 2 NO2 (g)
VREAÇÃO = kVELOCIDADE . [REAGENTE] Coef. 
V1 = k1 . [N2O4]1 
V2 = k2 . [NO2]2 
No equilíbrio temos: 
 V1 = V2 
k1 . [N2O4]1 = k2 .[NO2]2 
2
1
Adicione pontos importantes da história do seu país à linha do tempo.
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A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
a A + b B c C + d D 
A constante de equilíbrio é igual à razão entre as concentrações de produtos e reagentes, elevados as seus coeficientes estequiométricos
Determinação de K
Exemplo 01:
2 NOCl(g)  2 NO(g) + Cl2(g)
Coloque 2,00 mol de NOCl em um frasco de 1,00 L. No equilíbrio você encontra 0,66 mol/L de NO. Calcule K.
Determinação de K
2 NOCl(g)  2 NO(g) + Cl2(g)
			 [NOCl]	 [NO]		[Cl2]
Inicial		 2,00		 0		 0
Variação		-0,66		+0,66		+0,33
Equilíbrio	 	1,34		 0,66		 0,33
QUOCIENTE DE EQUILÍBRIO
Prevendo o sentido da constante de equilíbrio
EQUILÍBRIOS HOMOGÊNEO E HETEROGÊNEO
CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)
Kc = [CO2] 
KP = (PCO2)
EQUILÍBRIO HETEROGÊNEO
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO EM TERMOS DE PRESSÕES PARCIAIS
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO EM TERMOS DE PRESSÕES PARCIAIS
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO EM TERMOS DE PRESSÕES PARCIAIS
EXERCÍCIO 2
 A tabela abaixo mostra as concentrações, em mol/L, do sistema em equilíbrio representado pela equação:
que foram obtidas, experimentalmente, a 297K. Calcule o valor aproximado de Kp para essa reação. 
Resolução
Kc = [PCl3]1. [Cl2]1 
       [PCl5]1
Kc = 3,66 . 1,5 
      1
Kc = 5,49  
      1
Kc = 5,49 mol/L
 Serão utilizados os valores da concentração do experimento 2 ou do experimento 3 porque a concentração do reagente PCl5 no primeiro é 0 e o valor do Kc utilizando os dados dos outros dois experimentos será o mesmo.
Kp = Kc.(R.T)Δn
Kp = 5,49.(0,082.298)2-1
Kp = 5,49.(24,436)1
Kp = 5,49.24,436
Kp = 134,15 
Deslocamento de equilíbrio
PRINCÍPIO DE Le Chatelier
Princípio de Le Chatelier: Se um sistema em equilíbrio é perturbado, o sistema se deslocará de tal forma que a perturbação seja neutralizada
Insira uma imagem que ilustre alguma parte da economia do seu país.
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Deslocamento de equilíbrio ocorre quando as velocidades dos processos direto e inverso são alteradas
3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) 
DIRETA
INVERSA
Se VDIRETA = VINVERSA SISTEMA EM EQUILÍBRIO
Se VDIRETA > VINVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS PRODUTOS
Se VDIRETA < VINVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS REAGENTES
Insira uma imagem de um dos pontos de interesse do seu país.
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Deslocamento do equilíbrio
 Efeito da concentração
Considere o processo de Haber (obtenção de amônia):
N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g)
suponhamos que tenhamos N2, H2 e NH3 em um recipiente mantido à temperatura constante em equilíbrio;
mediremos a concentração de equilíbrio de cada uma das três substâncias;
em seguida, adicionaremos N2 recipiente.
O que ocorrerá?
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO
Efeito da pressão:
considere o mesmo sistema anterior (processo de Haber):
N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g)
suponhamos que, repentinamente, o volume do recipiente seja diminuído (mantendo a temperatura constante);
as quantidades de N2, H2 e NH3 não serão imediatamente afetadas. Contudo, suas concentrações aumentarão imediatamente.
Como o sistema reagirá?
EFEITO DA PRESSÃO EM SISTEMAS COM GASES
3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g)
DIRETA
INVERSA
4 mols de gases
2mols de gases
SISTEMA
PRESSÃO
SISTEMA
PRESSÃO
DESLOCAMENTO PARA A MENOR QUANTIDADE DE GASES
DESLOCAMENTO PARA A MAIOR QUANTIDADE DE GASES
EFEITO DA TEMPERATURA
3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ∆H < 0 
DIRETA
INVERSA
Energia
Caminho
de
Reação
∆H
SISTEMA
CALOR
SISTEMA
CALOR
TEMPERATURA
TEMPERATURA
FAVORECIMENTO DA REAÇÃO ENDOTÉRMICA
FAVORECIMENTO DA REAÇÃO EXOTÉRMICA
O PROCESSO HABEAR BOSCH
Fixação: 
Simulador de Equilíbrio Químico
https://goo.gl/kPvqkP
https://goo.gl/fcGxmH
EXERCÍCIOS PARA FIXAÇÃO
Tempo da atividade: 5 minutos
Bibliografia Recomendada:
 
 
ATKINS P., Jones L., Princípios de química, questionando a vida moderna e o meio ambiente, 5ª Edição, Bookman, Porto Alegre, 2012.
ATKINS, P.W. & DE PAULA, J. Físico-Química Biológica. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2008.
BRADY, J. E.; RUSSELL, J. W.; HOLUM, J. R. Química: A Matéria e Suas Transformações. 3. ed. vol. 1 e 2 Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2003.
BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed. Prentice-Hall, 2005.
CHANG, R. Química Geral – Conceitos Essenciais. 4ª Edição. Editora Bookman (Artmed), Porto Alegre-RS. 2007.
K
=
[
NO
]
2
[
Cl
2
]
[
NOCl
]
2
 
(
)
(
)
(
)
080
,
0
34
,
1
33
,
0
66
,
0
K
2
2
=
=
16
20,020,0
80,080,0




c
K
98,9
24,024,0
76,076,0




c
Q