Atividades de Equilíbrio Químico

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GOVERNO DO ESTADO DE MATO GROSSO DO SUL
SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO – SED
ESCOLA ESTADUAL AFONSO PENA
R: ZULEIDE PERES TABOX, 444 – CENTRO - CEP: 79.601 - 100 
TRÊS LAGOAS – MS 
FONE: (67) 3521-2436 (67) 3521-2394 EMAIL:eeap@sed.ms.gov.br
 
 
 
ATIVIDADES PEDAGÓGICAS COMPLEMENTARES 
Mês: AGOSTO APC nº 1 
PROFESSOR: VALQUIRIA DE OLIVEIRA LIMA 
COMPONENTE CURRICULAR: QUÍMICA 
ANO: 2ºA TURNO: MATUTINO ENSINO: MÉDIO 
OBJETO DO CONHECIMENTO ( CONTEÚDO)
- Equilíbrio Químico
HABILIDADES: 
-reações reversíveis
- equilíbrios homogêneos e heterogêneos
- constante de equilíbrio
DETALHAMENTO DA AÇÃO (orientação de como desenvolver a atividade detalhadamente)
· Alunos com acesso a internet: Será disponibilizado aos estudantes um texto de apoio e uma vídeo aula disponível no site: https://www.youtube.com/watch?v=2t4bzyD5g5M, os estudantes deverão ler com atenção o texto e assistir ao vídeo. Em seguida deverá resolver os exercícios na folha oficial de atividades. 
· Alunos sem acesso a internet: Será disponibilizado aos estudantes um texto de apoio, os estudantes deverão ler com atenção o texto. Em seguida deverá resolver os exercícios na folha oficial de atividades.
PROCESSO AVALIATIVO (descrever o valor e como a atividade será avaliada)
O estudante será avaliado de forma gradativa, onde será verificado por meio das questões de múltipla escolha no valor de 0 a 10 
DEVOLUTIVA DA ATIVIDADE (determinar o prazo de envio)
14/08/2020
TELEFONE DO PROFESSOR PARA CONTATO: (67) 981151468
E-MAIL PARA ENVIO DAS ATIVIDADES (edutec): valquiria.36127@edutec.sed.ms.gov.br
TEXTO DE APOIO
Na ciência, a noção de equilíbrio é muito importante. Em Física se estuda o equilíbrio dos corpos, entendido como o resultado da ação de forças que se opõem e se anulam.
Um exemplo interessante é o da evaporação da água. Uma poça d’água, por exemplo, evapora totalmente depois de algum tempo. No entanto, se colocarmos água em um recipiente fechado, vamos verificar que a água também vai evaporando, mas, passado certo tempo, a evaporação parece parar, permanecendo o sistema indefinidamente nessa situação (se a temperatura não mudar). Afinal, o que realmente acontece dentro do recipiente? A partir do momento em que a evaporação e a condensação passam a ocorrer com velocidades iguais,
dizemos que o sistema chegou a um equilíbrio. 
Com as reações químicas acontecem fenômenos semelhantes. O estudo dos equilíbrios químicos, que ora estamos iniciando, é dos mais relevantes. Para percebermos a importância do assunto, basta lembrarmos as reações químicas que ocorrem em sistemas biológicos —nossa própria vida, por exemplo, não é possível sem o equilíbrio entre o O2 e o CO2 em nosso sangue, ou entre o Na" e o K" em nossas células, etc.
ESTUDO GERAL DOS EQUILÍBRIOS QUÍMICOS
Conceito de reações reversíveis
Até agora você pode ter ficado com a ideia de que, misturados os reagentes em condições favoráveis de pressão e de temperatura, a reação iria processar-se até um ou mais reagentes acabarem. Isso, porém, nem sempre corresponde à realidade. Seja, por exemplo, a reação entre CO e NO2, em um recipiente fechado mantido a 200 °C:
 
Pelas cores apresentadas, concluímos que a cor da mistura inicial (CO " NO2) é o vermelho castanho intenso, e que a mistura final (CO2 " NO) é incolor. Sendo assim, se misturássemos
quantidades estequiometricamente exatas de reagentes (1 mol de CO e 1 mol de NO2) e
a reação fosse até o final, a mistura resultante (1 mol de CO2 e 1 mol de NO) deveria ser incolor; no entanto não é isso o que acontece: o que vemos, após certo tempo, é que a cor que o sistema passa a apresentar é o vermelho-castanho fraco, que permanece inalterado indefinidamente (se a temperatura permanecer constante). O que terá acontecido?
Será que a reação “parou pelo caminho”?
É importante também notar o que acontece com a reação inversa à mencionada:
CO2 (g) " NO (g) CO (g) " NO2 (g)
Misturando-se 1 mol deCO2 e 1 mol de NO, a 200 °C, se a reação “caminhasse” até o final, o
CO2 e o NO iriam acabar e teríamos 1 mol de CO e 1 mol de NO2, mistura que apresentaria um vermelho-castanho intenso, devido ao NO2. Na realidade, porém, o sistema chega somente ao mesmo vermelho-castanho fraco que foi obtido
no final do primeiro experimento.
Observe que tão logo a reação CO (g) " NO2 (g) CO2 (g) " NO (g) começa a se
processar, seus produtos (CO2 e NO) começam a reagir entre si, de acordo com a reação inversa CO2 (g) " NO (g) CO (g) " NO2 (g), regenerando as substâncias iniciais (CO e NO2).
Chega-se então a uma situação na qual as duas reações se contrabalançam e o sistema permanece como se nenhuma reação estivesse ocorrendo; a partir desse instante, as quantidades de reagentes e de produtos permanecem inalteradas (se a temperatura permanecer constante), isto é, a reação alcança o estado de equilíbrio.
Assim, de modo geral, dizemos que:
Reação reversível é aquela que se processa simultaneamente nos dois sentidos
Ou ainda:
Reação reversível é a reação na qual os reagentes se transformam nos produtos, e
estes, à medida que se formam, regeneram os reagentes iniciais.
No exemplo considerado, temos:
Nesse caso, está ocorrendo simultaneamente a reação da esquerda para a direita — chamada de reação direta (1) — e a da direita para a esquerda — chamada de reação inversa (2). Por convenção, costumam-se representar as reações reversíveis utilizando-se duas flechas em sentidos opostos.
As reações reversíveis são muito comuns na Química. Outros exemplos são:
 
Conceito de equilíbrio químico
Voltando à reação CO (g) ---------- NO2 (g) CO2 (g) ------- NO (g), vamos detalhar um pouco
mais o que acontece com as quantidades dos reagentes e dos produtos, ao longo do tempo. Imaginemos uma experiência em que 1,00 mol de CO e 1,00 mol de NO2 fossem colocados em um recipiente fechado, de 1 litro de capacidade, e mantido à temperatura constante de 600 °C. Nesse instante inicial da experiência, teríamos [CO] % 1,00 mol/L, [NO2] % 1,00 mol/L e ainda não teríamos CO2 nem NO.
Iniciada a reação, imaginemos que, com o passar do tempo, fossem obtidos os dados da tabela abaixo, na qual os valores indicados são as concentrações em mol/L de cada substância em cada instante mencionado (note que os valores da tabela seguem a estequiometria da reação):
 
Veja que, dos 40 min aos 60 min, as concentrações não mudam — dando a entender que, a partir desse ponto, permanecerão inalteradas.
Os valores dessa tabela podem ser traduzidos no seguinte gráfico:
 
E o que estará acontecendo com as velocidades das reações nesse intervalo de tempo? Nas condições da experiência, a velocidade da reação direta (CO " NO2 CO2 " NO) é dada pela equação v1 % k1 [CO][NO2] e vai diminuindo com o passar do tempo, como mostramos no gráfico ao lado. Isso acontece porque, com o tempo, a reação direta consome CO e NO2, suas concentrações — [CO] e [NO2]—vão diminuindo e, portanto, vai decrescendo a velocidade v1, de acordo com a fórmula da lei cinética. Para a reação inversa (CO2 " NO CO " NO2), vale a fórmula: v2 % k2 [CO2][NO]. Agora, temos o seguinte raciocínio: à medida
que a reação direta ocorre, formam-se quantidades cada vez maiores de CO2 e NO e suas concentrações—[CO2] e [NO]—vão aumentando; consequentemente, v2 aumenta, de acordo com o gráfico ao lado.
Lembrando agora que as reações direta e inversa ocorrem simultaneamente, é fácil concluir que, diminuindo v1 e aumentando v2, ao fim de um tempo t (que, no caso da tabela da página anterior, é de 40 minutos) as duas velocidades se tornam iguais, e a reação atinge o estado de
equilíbrio químico (observe o gráfico ao lado).
O que acontece no equilíbrio?
Entre as moléculas (isto é, em nível microscópico) continua havendo reação, tanto no sentido direto como no sentido inverso. Por isso dizemos que o equilíbrio é um equilíbrio dinâmico.
Considerando-se o sistema inteiro (nível macroscópico), tudo se passa como se a reação tivesseparado. De fato, se num dado intervalo de tempo dez moléculas de CO e de NO2 forem consumidas pela reação direta, outras dez moléculas de CO e de NO2 serão refeitas pela reação inversa; desse modo, as quantidades de CO, NO2, CO2 e NO permanecem
inalteradas indefinidamente. Por isso o estado de equilíbrio é também chamado de estado estacionário.
Sendo assim, dizemos que:
 
Equilíbrio químico é o estado no qual as velocidades das reações direta e inversa se igualam.
É importante notar que toda reação reversível chega necessariamente a um estado de equilíbrio, embora isso possa demorar um tempo maior ou menor; desse modo, uma reação reversível nunca será completa.
Equilíbrios homogêneos e equilíbrios heterogêneos
Equilíbrios homogêneos são os que ocorrem em reações nas quais todos os reagentes e produtos formam um sistema homogêneo. Isso pode acontecer em sistemas gasosos, como por exemplo:
 
Acontece também em soluções:
Equilíbrios heterogêneos são os que ocorrem em reações nas quais os reagentes e produtos
formam um sistema heterogêneo. Eles envolvem, em geral, substâncias sólidas e gasosas, como nos exemplos:
 
Ocorrem, também, entre uma solução saturada e o precipitado correspondente:
A distinção entre os equilíbrios homogêneos e os heterogêneos se faz necessária, porque as leis que iremos considerar têm aplicações um pouco diferentes, conforme o caso.
Neste capítulo, estudamos os equilíbrios homogêneos e no capítulo 7 veremos os equilíbrios
heterogêneos.
Grau de equilíbrio
Grau de equilíbrio (α) é o quociente entre a quantidade de um reagente (em mols) que realmente reagiu, até o equilíbrio, e a quantidade inicial de mols desse reagente.
Resumidamente, temos:
 
Assim, para a reação mencionada, teríamos:
No mesmo exemplo, havíamos concluído que 80% de CO haviam reagido. Indicando essas porcentagens, de modo genérico, por α%, concluímos que:
α % = 100 α
É fácil perceber também que:
 
Constante de equilíbrio
Vamos retomar a reação reversível:
Vamos supor que essa reação esteja ocorrendo num recipiente fechado, mantido à temperatura
constante de 600 °C. Vimos, na página 183, que:
• a velocidade da reação direta é: v1 = k1 [CO][NO2]
• a velocidade da reação inversa é: v2 = k2 [CO2][NO]
• no equilíbrio, essas velocidades são iguais (v1 = v2), resultando, pois:
 
Considerando que k1 e k2 são valores constantes, concluímos que o quociente k1/k2
é também constante.
Esse quociente é representado por Kc e é chamado de constante de equilíbrio — ou, mais precisamente, constante de equilíbrio em termos de concentrações em mol/L, já que os valores [CO],[NO2], [CO2] e [NO] representam as concentrações em mol/L (molaridades) dessas substâncias. Portanto:
	Escola Estadual Afonso Pena 
	NOTA
	Nome: Mikaelen Grassi 2 ano
	Data: 
 14_/ 08/ 20 
	
	Professor: Valquiria de Oliveira Lima 3º Bimestre
	
	
	
Mês: AGOSTO APC nº 1 
QUÍMICA 
	
EXERCÍCIOS 
Responda as questões
a) O que é reação reversível?
Uma reação química reversível é uma reação que pode ocorrer no sentido na qual reagentes se transformam em produtos e a medida que se formam, regeneram os reagente iniciais, ou seja, a reação ocorre nos dois sentidos. Podemos representar esse tipo de reação em uma única forma: aA + bB ↔ cC + dD A dupla seta (↔) é a indicação de que um processo é reversível, sendo que a seta para a direita (→) corresponde à reação direta, enquanto a seta voltada para a esquerda (←) corresponde à reação inversa.
b) O que é equilíbrio químico?
Equilíbrio químico é o nome dado ao ramo da Físico-Química que estuda toda e qualquer reação reversível, na qual existem duas reações possíveis, uma direta (em que os reagentes transformam-se em produtos) e uma inversa (em que os produtos transformam-se em reagentes). Essas reações apresentam a mesma velocidade ele compreende a condição em que a formação de produtos se equivale a formação de reagentes em uma transformação química, que se observa como reversível. Dessa forma, existem vários fatores que podem alterar o equilibrio químicos das reações químicas, como pH, temperatura, concentração dos reagentes, pressão, todavia, as reações químicas no organismo tendem sempre ao equilibrio ou homeostase biológica.
c) Quando um equilíbrio é homogêneo e quando é heterogêneo?
Equilíbrio homogêneo é quando todas as substâncias se encontram na mesma faze de agregação, ou seja, todas estão no estado liquido ou gasoso.
Equilíbrio heterogêneo é quando pelo menos uma das substancias se encontra no estado físico diferente das outras.
d) O que é grau de equilíbrio?
O grau de equilíbrio, simbolizado por “α”, é usado em equilíbrios químicos para indicar a relação entre a quantidade de matéria (número de mol) depois que determinado reagente foi consumido e a quantidade de matéria inicial
e) Escreva a expressão da constante de equilíbrio em função das concentrações molares,
Kc, para a reação a A + b B + X ------------- y Y.
_ aA + bB → xX + yY
Tendo em conta que X e Y são os produtos da reação e A e B os reagentes. E que a; b; x e y são os coeficientes estequiométricos.
Então:
Kc=[X]^x.[Y]^y/[A]^a.[B]^bf) Qual o valor máximo e o mínimo do grau de equilíbrio? A constante de equilíbrio
possui um valor máximo e um mínimo? Ela pode ser negativa?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
02. Com relação ao equilíbrio químico, afirma-se:
I. O equilíbrio químico só pode ser atingido em sistema
fechado (onde não há troca de matéria com o meio ambiente).
II. Num equilíbrio químico, as propriedades macroscópicas do sistema (concentração, densidade, massa e cor) permanecem constantes.
III. Num equilíbrio químico, as propriedades microscópicas do sistema (colisões entre as moléculas, formação de complexos ativados e transformações de umas substâncias
em outras) permanecem em evolução, pois o equilíbrio é dinâmico.
É (São) correta(s) a(s) afirmação(ões):
a) Somente I e II. d) Somente I.
b) Somente I e III. X e) I, II e III.
c) Somente II e III.
Resposta E
03. Óxidos de nitrogênio, NOx , são substâncias de interesse ambiental, pois são responsáveis pela destruição de ozônio na atmosfera, e, portanto, suas reações são amplamente estudadas. Num dado experimento, em um recipiente fechado, a concentração de NO2 em função
do tempo apresentou o seguinte comportamento:
O papel de NO2 nesse sistema reacional é:
X a) reagente. c) produto. e) inerte.
b) intermediário. d) catalisador.
Resposta A
04. No início do século XX, a expectativa da Primeira Guerra Mundial gerou uma grande necessidade de compostos nitrogenados. Haber foi o pioneiro na produção de amônia, a partir do nitrogênio do ar. Se a amônia for colocada num recipiente fechado, sua decomposição
ocorrerá de acordo com a seguinte equação química não balanceada:
 
As variações das concentrações com o tempo estão ilustradas na figura abaixo.
A partir da análise da figura acima, podemos afirmar que as curvas A, B e C representam a variação temporal das concentrações dos seguintes componentes da reação,
respectivamente:
RESPOSTA D
05. Em condições industrialmente apropriadas para obter amônia, juntaram-se quantidades estequiométricas dos gases N2 e H2:
 
Depois de alcançado o equilíbrio químico, uma amostra da fase gasosa poderia ser representada corretamente por:
RESPOSTA E
Escrevendo a expressão de Kc
Atenção: Para resolver os problemas sobre equilíbrio químico, você deverá aprender, de início, a escrever corretamente a expressão matemática de Kc, lembrando sempre que:Por exemplo, no equilíbrio:
 
06. Escreva as expressões matemáticas da constante Kc, dando as respectivas unidades, dos seguintes equilíbrios em fase gasosa:
 
a) N2 O4 --------- 2NO2
Kc = [NO2]^2 / [N2O4]
b) 2CO + O2 --------- 2CO2
Kc = [ CO2]^2 / [CO]^2.[O2]
c) H2 + I2 --------- 2H
b) Kc = [HI]^2 / [H2].[I2]
d) 2N2 H4 + 2NO2 --------- 3N2 + 4H2O
Kc = [N2]^3.[H2O]^4 / [N2H4]^2.[NO2]^2