Relatório de aula prática - Equilíbrio químico

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ARIDO - UFERSA
CURSO: BIOTECNOLOGIA
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE QUÍMICA BÁSICA
AULA PRÁTICA: Equilíbrio químico
MOSSORÓ – RN
2015
1. OBJETIVO
2. INTRODUÇÃO
Equilíbrio químico é o fenômeno na quais reações simultâneas ocorrem na mesma velocidade a partir de determinado momento, chegando a uma situação na qual a proporção entre produtos e reagentes torna-se igualitária e constante, devendo ser feito em sistema fechado. Tal estudo se restringe as reações reversíveis, na qual são as que se alternam entre produto e reagente em determinado ponto em determinado momento. A situação de equilíbrio químico é dinâmica, ou seja, as reações direta e inversa ocorrem simultaneamente, apesar de que macroscopicamente não há alterações significativas, microscopicamente ocorrem às compensações entre sistema e vizinhança.
Cada reação reversível possui uma constante de equilíbrio, esta, depende apenas da temperatura. Caracteriza-se por descrever a proporção do equilíbrio utilizando as concentrações e coeficiente estequiométrico dos produtos e reagentes no estado de equilíbrio a partir das velocidades das reações inversa e direta.
Considerando a equação geral do equilíbrio numa reação homogênea: 𝑎𝐴+𝑏𝐵↔𝑐𝐶+𝑑𝐷
E que a reação seja elementar nos dois sentidos, ou seja, possui uma única etapa: 𝑣1=𝑘1[𝐴]𝑎[𝐵]𝑏 𝑣2=𝑘2[𝐶]𝑐[𝐷]𝑑
Equilíbrio: 𝑣1=𝑣2 𝑘1[𝐴]𝑎[𝐵]𝑏=𝑘2[𝐶]𝑐[𝐷]𝑑 𝑘1𝑘2=[𝐶]𝑐[𝐷]𝑑[𝐴]𝑎[𝐵]𝑏
Considerando 𝑘1𝑘2=𝑘𝑐: 𝑘𝑐=[𝐶]𝑐[𝐷]𝑑[𝐴]𝑎[𝐵]𝑏
Onde “kc” é a constante de equilíbrio.
A constante de equilíbrio também pode ser calculada em reações com mais de uma fase, ou seja, reações heterogêneas. Nestas reações o estado físico dos elementos varia, no qual há a característica de quase sempre possuir um elemento em estado solido puro. Por conta de substancias solidas terem concentração constante não aparecem no calculo de equilíbrio, dessa forma, apenas os demais elementos que se encontram no mesmo estado são calculados de forma semelhante às reações homogêneas.
A constante de equilíbrio em termos de função parcial é aplicável a equilíbrios homogêneos gasosos ou equilíbrios heterogêneos, na qual a constante de equilibro depende apenas dos componentes gasosos. Dessa forma a função de equilibrio em pressões parciais tendo pressão, volume e temperatura constantes e sendo um gas ideal, utilizando uma reação hipotética temos que: 𝑎𝐴+𝑏𝐵↔𝑐𝐶+𝑑𝐷 𝐾𝑝=(𝑃𝑐)𝑐(𝑃𝑑)𝑑(𝑃𝑎)𝑎(𝑃𝑏)𝑏 Onde “Kp” é a constante em função das pressões parciais. Este varia de acordo com a temperatura e independe das pressões parciais iniciais, volume do sistema ou pressão.
Nas reações homogêneas e heterogêneas as concentrações dos produtos surgem no numerador da equação da constante de equilíbrio, enquanto os reagentes se encontram no denominador. É adimensional e varia de equilíbrio para outro, variando a diferentes temperaturas, mas não com a concentração das substancias nem com a pressão do sistema. Os colchetes representam o valor da concentração do elemento simbolizado dentro dele.
Fatores como variação da concentração não alteram o valor da constante do equilíbrio levando em conta o principio de Châtelie, mas o deslocam. Como por exemplo, o aumento de reagente, que faz o equilíbrio se deslocar para a direita, para os produtos o aumento do mesmo desloca este para a esquerda, para os reagentes. O aumento da pressão causa diminuição do volume ocupado, movendo o equilíbrio para o sentido de menor volume. Em relação à variação de temperatura tem-se que na diminuição dela se favorece uma reação exotérmica (libera energia), enquanto seu aumento favorece a endotérmica (absorve energia); variar a temperatura fara com que a velocidade das reações seja alterada, mas se igualarão novamente, mas como pode favorecer ou não a formação de novas substancias a constante de equilíbrio não será a mesma da temperatura inicial.
Tal fenômeno é comumente visualizado no dia a dia, os conceitos da lei de Châtelie estão presentes em diversas situações e produtos, como os óculos que possuem lentes que mudam a cor de acordo com a intensidade dos raios solares ou as garrafas de cerveja que quando submetidas a congelamento por muito tempo o seu liquido, enquanto lacrado, não congela, pois as moléculas estão em equilíbrio, fazendo com que o liquido “esqueça” de congelar, evitando que a garrafa se rompa.
3. METODOLOGIA
MATERIAIS E REAGENTES
Materiais
Banho maria
Banho de gelo
Pipetas de Pasteur
Tubos de ensaio
Reagentes 
Fenolftaleína 1%
Cloreto de Cobalto II
Álcool a 95% 
Cromato de potássio 0,2 mol/L
Sulfato de alumínio 0,2 mol/L
Ácido Clorídrico 1 mol/L
Hidróxido de sódio 1 mol/L
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4.1 Conversão dos íons cromato em íons dicromato:
a) Em um tubo de ensaio adicionou-se 1m/L (~ 20 gotas) de cromato de potássio 0,2 mol/L (Solução amarelada) e 1 mL de ácido clorídrico 1,0 mol/L. Observou-se o ocorrido, anotando os resultados.
b) No mesmo tubo de ensaio adicionou-se 1,5 mL (~ 30 gotas) de hidróxido de sódio 1,0 mol/L. Observou-se o ocorrido, anotando os resultados.
4.2 Reação do íon de alumínio (Al3+)	com íons de hidróxido:
a) Adicionou-se cerca de 1 mL de solução de sulfato de alumínio 0,2 mol/L gota a gota, agitando sempre o tubo, observou-se a formação de precipitado. Continuou-se adicionando hidróxido de sódio até a completa dissolução do precipitado.
b) No mesmo tubo de ensaio adicionou-se, gota a gota, ácido clorídrico 1,0 mol/L, obtendo-se novamente o precipitado branco, continuando adicionando ácido clorídrico até que observou-se o desaparecimento do precipitado.
4.3 Reação de neutralização na presença de indicador
a) Em um tubo de ensaio adicionou-se 1 mL de água destilada e 1 mL de hidróxido de sódio 1 mol/L. Agitando-se.
b) No mesmo tubo de ensaio adicionou-se 1 gota de fenolftaleína. Observando o ocorrido.
c) Sempre no mesmo tubo de ensaio adicionou-se, gota a gota, ácido clorídrico 1,0 mol/L. Observando novamente o ocorrido.
4.4 Reação de intercâmbio de ligantes em complexos de cobalto
a) Em um tubo de ensaio, adicionou-se cerca de 1 mL de solução 0,2 mol/L de cloreto de cobalto II.
b) Adicionou-se alguns cristais de NaCl ao tubo de ensaio.
c) Aqueceu-se o tubo de ensaio em banho-maria até a ebulição. Observou-se as modificações que ocorreram na solução contida no tubo de ensaio, anotando os resultados.
d) Resfriou-se o tubo de ensaio em banho de gelo, observando-se eventuais modificações nas características da solução, anotou-se os resultados. 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Resultados
5.1.1 Conversão dos íons de cromato em íons dicromato.
	Solução
	Cor
	Cromato de potássio
	Amarelo
	Ácido clorídrico
	Incolor
	Cromato de potássio (amarelo) + ácido clorídrico (incolor) = cor alaranjada.
	Solução alaranjada + hidróxido de sódio = solução amarela.
5.1.2 Reação do íon alumínio (Al3+) com íons hidróxido:
a) Sulfato de alumínio + Hidróxido de sódio forma-se precipitado, e após continuar adicionando o hidróxido de sódio há o desaparecimento do precipitado.
b) Mistura formada anteriormente + ácido clorídrico forma-se precipitado, e após continuar adicionando o ácido clorídrico há o desaparecimento do precipitado.
 
5.1.3 Reação de neutralização na presença do indicador:
a) Água destilada + hidróxido de sódio = incolor.
b) Mistura formada anteriormente (Incolor) + 1 gota de fenolftaleína = coloração rosa.
c) Mistura rosa + ácido clorídrico = incolor. 
5.1.4 Reação de intercâmbio de ligantes em complexos de cobalto.
a) Cloreto de cobalto (rosa) + cristais de NaCl = formação de duas fases. 
b) Em banho-maria = coloração azul
c) Em banho de gelo = coloração rosa.
5.2 Discussões
O que pode ter alterado a tonalidade da cor (já que uma experiência não retornou a cor inicial) foram pequenos erros experimentais como a quantidade de gotas de algumas soluções. Nos demais experimentos as soluções ficaram em equilíbrio. 
6. Conclusão
No experimento em questão, podemos ver com certa clareza oprocesso de equilibrio químico baseado no principio de Châtelie. No qual foi possível compreender alguns processos decorrentes do cotidiano vendo o equilibrio em diferentes reações com propriedades distintas.
Os erros associados a esse experimento estão ligados a má aplicação na quantia dos produtos e reagentes utilizados, além de resíduos oriundos de experimentos anteriores. Tambem houve a presença de erros humanos, motivos diversos provocaram uma divergência nos passos professor com atenção a fim de que se reduzam ao máximo os erros.
Os conceitos de equilíbrio químico estão presentes em diversos tipos de produtos, são de extrema importância o amplo entendimento do assunto visto que aplicada de forma eficaz pode por solucionar inúmeras complicações enfrentadas no dia a dia.
7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS