Equilíbrio químico I - ENEM

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Equilíbrio químico 
 
Reação reversível 
 
 É toda reação que pode ocorrer nos dois sentidos. Uma reação 
reversível é representada por uma seta dupla. 
 
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 
 
 Toda reação reversível que ocorre em um sistema fechado a uma 
dada temperatura, tende para uma particular situação denominada 
equilíbrio químico. No equilíbrio químico a velocidade da reação direta é 
igual a da reação inversa (V1=V2). Quando um sistema atinge o equilíbrio 
químico a concentração de reagentes e produtos permanecem constantes. O 
gráfico abaixo representa a variação de produtos e reagentes em função do 
tempo de reação. 
 
 
 No instante t1, pensamos que a reação chegou ao fim e que, em 
nível molecular, não ocorre mais nenhuma transformação. No entanto, não 
é isso que ocorre. No momento em que as curvas se transformam em 
patamares, a reação, na verdade, atinge o equilíbrio químico. 
 
As principais características de um sistema em equilíbrio são: 
 
■ O sistema deve ser fechado, ou seja, vedado. 
■ A velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa (V1) 
= (V2). 
 
 
 
■ O equilíbrio é dinâmico e não estático como aparenta ser. 
■ As propriedades macroscópicas não se alteram mais. 
■ As propriedades microscópicas continuam se alterando. 
■ Depois de atingido o equilíbrio, as concentrações de cada participante do 
equilíbrio não mais se alteram. 
■ No equilíbrio, a concentração dos reagentes pode ser maior, menor ou igual 
à dos produtos. 
 
Classificação dos sistemas em equilíbrio 
 
I)Quanto ao tipo de sistema 
 
Equilíbrio Homogêneo 
 
Trata – se de um sistema em equilíbrio constituído por uma 
única fase, ou seja, monofásico,veja: 
 
2NO2(g) N2O4(g) 
 
H3C-NH2(aq) + HCl(aq) H3C-NH3+(aq) + Cl-(aq) 
 
 
Equilíbrio Heterogêneo 
 
Trata – se de um sistema em equilíbrio constituído por mais de 
uma fase,veja: 
 
SnO2(s) + 2 CO(g) Sn(s) + 2CO2(g) 
 
BaSO4(s) Ba+2(aq) + SO4-2(aq) 
 
II) Quanto à natureza das partículas em equilíbrio 
 
Equilíbrio Molecular 
 
Trata-se de um sistema em equilíbrio constituído somente por 
moléculas, lembrando que uma molécula é uma reunião de átomos unidos 
exclusivamente por ligação covalente. Veja: 
 
 
 
 
Equilíbrio Iônico 
 
Trata – se de um sistema em equilíbrio em que há pelo menos 
um íon no equilíbrio, veja: 
 
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) iônico heterogêneo 
 
HCN(aq) H+(aq) + CN-(aq) iônico homogêneo 
 
 
Exercícios propostos 
 
01 - (UFRN)O equilíbrio químico se caracteriza por ser uma dinâmica em 
nível microscópico. Para se ter uma informação quantitativa da extensão do 
equilíbrio químico, usa-se a grandeza constante de equilíbrio. 
Considere a tirinha a seguir. 
 
 
 
Aplicada ao equilíbrio químico, a idéia que o personagem tem sobre 
equilíbrio 
 
a)é correta, pois, no equilíbrio químico, metade das quantidades sempre é de 
produtos, e a outra metade é de reagentes. 
b)não é correta, pois, no equilíbrio químico, as concentrações de produtos e 
as de reagentes podem ser diferentes, mas são constantes. 
c)é correta, pois, no equilíbrio químico, as concentrações de reagentes e as 
de produtos sempre são iguais, desde que o equilíbrio não seja perturbado 
por um efeito externo. 
d)não é correta, pois, no equilíbrio químico, as concentrações dos produtos 
sempre são maiores que as dos reagentes, desde que o equilíbrio não seja 
afetado por um fator externo. 
 
02 - (Unioeste PR) Um equilíbrio químico e estabelecido quando 
 
a)uma reação química cessa. 
b)somente a velocidade da reação de formação torna-se constante. 
c)a concentração dos produtos e a dos reagentes permanecem constantes. 
d)a concentração dos produtos e dos reagentes são iguais. 
e)a temperatura torna-se constante. 
 
03 - (UFPE) Quando o equilíbrio químico é alcançado por um sistema: 
 
00.as concentrações de todas as espécies reagentes e produtos tornam-se 
iguais. 
01.os produtos reagem com a mesma velocidade na qual são formados. 
02.ambas, as reações direta e inversa, continuam após o equilíbrio ser 
atingido, com a mesma velocidade. 
03.as concentrações das espécies nos reagentes e produtos permanecem 
constantes. 
04.todas as espécies químicas param de reagir. 
 
04 - (UFOP MG) A propanona (C3H6O) pode ser produzida a partir do 
propan-2-ol (C3H8O), utilizando-se um catalisador à base de zinco e cobre, 
de acordo com a seguinte equação: 
2(g)(g)63(g)83 H OHC OHC 

 
Assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa a variação das 
velocidades das reações direta e inversa quando o propan-2-ol reage para 
formar uma mistura em equilíbrio com propanona e hidrogênio. 
 a) 
 
 b) 
 
 c) 
 
 d) 
 
 
05 - (UESPI) O sistema )g()CO(Ni )g(CO4)s(Ni 4

 é um sistema 
químico dito em equilíbrio. O equilíbrio químico é caracterizado por 
apresentar: 
 
a)velocidade das reações direta e indireta igual a zero; e concentrações de 
reagentes e produtos iguais. 
b)velocidade das reações direta e indireta igual a zero; e concentrações de 
reagentes e produtos constantes. 
c)velocidade das reações direta e indireta igual a zero; e concentrações de 
reagentes e produtos variáveis. 
d)velocidade da reação direta igual à da reação indireta; e concentrações de 
reagentes e produtos iguais. 
e)velocidade da reação direta igual à da reação indireta; e concentrações de 
reagentes e produtos constantes. 
 
06 - (UNIRG TO) A figura a seguir descreve uma reação hipotética em 
equilíbrio químico. Sobre este processo reacional pode-se afirmar que 
 
 
 
a)o composto A no ponto de equilíbrio foi totalmente consumido. 
b)o composto B no ponto de equilíbrio foi totalmente consumido. 
c)o composto B forma-se a partir do ponto de equilíbrio 
d)no ponto de equilíbrio não há alterações das concentrações do reagente ou 
produto. 
 
07 - (UFAC) Uma reação atinge o equilíbrio químico: 
 
I.Quando não há mais reagentes, somente produtos. 
II.Quando as concentrações dos reagentes são iguais às concentrações dos 
produtos. 
III.Quando a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação 
inversa. 
IV.Quando as concentrações de reagentes e produtos tornam-se constantes. 
V.Quando não existe mais reação química. 
 
As afirmações corretas são: 
 
a)I e II 
b)II e III 
c)III e IV 
d)IV e V 
e)III e V 
 
08 - (UNIFICADO RJ) O gráfico a seguir representa a variação das 
concentrações das substâncias X, Y e Z durante a reação em que elas 
tomam parte. 
 
 
 
A equação que representa a reação é 
 
a)X + Z  Y 
b)X + Y  Z 
c)X  Y + Z 
d)Y  X + Z 
e)Z  X + Y 
 
09 - (UECE) Os estudos pioneiros sobre equilíbrio químico efetivados por 
Claude Berthollet (1748-1822) forneceram subsídios para a otimização de 
certos processos de interesse da indústria química tais como a esterificação, 
a síntese do amoníaco, etc. Sobre reações reversíveis e equilíbrio químico 
assinale a afirmação verdadeira. 
 
a)No equilíbrio químico, as cores dos reagentes e produtos podem ser 
alteradas. 
b)No momento do equilíbrio as reações direta e inversa deixam de acontecer. 
c)Ao contrário do inibidor, o catalisador aumenta apenas a velocidade da 
reação direta. 
d)No equilíbrio as concentrações de reagentes e produtos se mantêm 
constantes. 
 
10 - (UESPI) A produção de amônia em escala industrial pode ser 
resumidamente descrita por meio do equilíbrio químico N2(g) + 3H2(g)  
2NH3(g). Observando a figura a seguir, podemos afirmar que, quando o 
equilíbrio é atingido: 
 
 
 
a)as concentrações de reagentes e produtos permanecem constantes. 
b)a concentração do produto é maior que a dos reagentes. 
c)as concentrações de reagentes e produto são iguais. 
d)as velocidades das reações direta e indireta são iguais a zero. 
e)N2 e H2 são consumidos completamente. 
 
 
Gabarito 
 
01 - Gab: B 
02 - Gab: C 
03 - Gab: F V V V F 
04 - Gab: D 
05 - Gab: E 
06 - Gab: D 
07 - Gab: C 
08 - Gab: E 
09 - Gab: D 
10 - Gab: A 
 
Constante de equilíbrio em termo das concentrações molares (Kc) 
 
Em 1 864, os noruegueses Guldberge Waage obtiveram uma 
expressão matemática que ficou conhecida como lei da ação das massas, que 
relacionava as concentrações de reagentes e produtos em uma mistura 
reacional em equilíbrio. A dedução dessa expressão é feita da seguinte forma. 
Veja: 
 
 
Aplicando a lei de Goldberg Waage (lei cinética): 
 
 
 
À razão K1/K2 chamaremos KC, constante de equilíbrio em 
termos de concentração em quantidade de matéria ou concentração molar, 
ou seja: 
 
 
 
Exemplo: 
 
 
 
Observações sobre o Kc 
 
●A temperatura é o único fator que altera o valor da constante de equilíbrio 
químico. 
●KC não possui unidade, portanto, KC é um número adimensional (puro). 
Isso pode ser facilmente demonstrado pela relação termodinâmica que 
existe entre KC e ∆G. 
 
 
No entanto, muitos vestibulares ainda insistem em tratar o Kc 
como um número provido de unidade. 
●Para reações endotérmicas, o valor numérico de KC aumenta com a 
temperatura e, para reações exotérmicas, diminui com a temperatura. 
●Substâncias sólidas e líquidas que são o solvente da reação não 
participam do Kc. 
CaCO3(s) 

 CaO(s) + CO2(g) 
 
Kc = [CO2] 
 
C12H 22O11(aq) + H2O(l) 

 C6H12O6(aq) + C6H12O6(aq) 
 
Kc = [C6H12O6][C6H12O6] / [C12H 22O11] 
 
●Operações matemáticas importantes: 
 
 
 
●Se KC >> 1, significa que o equilíbrio é atingido em maior extensão no 
sentido da reação direta, ou seja, no equilíbrio a concentração dos produtos é 
maior do que a concentração dos reagentes. 
● Se KC << 1, significa que o equilíbrio é atingido em maior extensão no 
sentido da reação inversa, ou seja, no equilíbrio a concentração dos reagentes 
é maior do que a concentração dos produtos. 
 
 
Exercícios resolvidos 
 
01) Em um recipiente fechado de 2L ocorre o seguinte equilíbrio: 
 
2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(V) 
 
As quantidades de cada participante no equilíbrio são: 0,2 mols de N2; 
0,1mols de H2O; 0,1mols de NO e 0,4 mols de H2. Calcular a constante de 
equilíbrio, Kc, da reação. 
 
Resolução: 
Nesse modelo de exercício temos duas etapas de resolução. 
Primeiro devemos dividir o número de mol de cada participante pelo 
volume do recipiente para obtermos a concentração em quantidade de 
matéria. Em seguida substituir os valores encontrados na expressão do Kc e 
efetuar o cálculo matemático. 
 
 
Observação: 
 
Quando a soma dos coeficientes estequiométricos dos produtos 
for igual ao dos reagentes o cálculo do Kc fica independente do volume. 
Observe o exemplo: 
 
H2(g) + I2(g) 

 2HI(g) 
𝐾 =
𝑛𝐻𝐼
𝑉
𝑛𝐻
𝑉
𝑛𝐼
𝑉
 
 
Como a soma dos coeficientes estequiométricos dos reagentes é 
igual ao do produto o volume é cortado na expressão do Kc. 
 
𝐾 =
[𝑛𝐻𝐼]
[𝑛𝐻 ][𝑛𝐼 ]
 
 
 
02) Em um recipiente de 2 L de capacidade são colocados 0,2 mols de H2(V) 
e 0,4 mols de I2(g). Com aquecimento, estabelece-se o equilíbrio gasoso: 
 
H2(g) + I2(g) 

 2HI(g) 
 
Sabendo que no equilíbrio o número de mols de H2(V) é 0,15mols, calcular a 
constante de equilíbrio químico da reação. 
Resolução: 
Quando não conhecemos todas as concentrações dos participantes da 
reação no equilíbrio devemos seguir os seguintes passos: 
 Organizar uma tabela com as seguintes linhas horizontais: 
início (I) reage /forma (R/F) e equilíbrio (E); 
 Com base na proporção estequiométrica da reação completar a 
linha R/F da tabela; 
 Na linha E temos o que foi formado de produtos e o que sobrou 
dos reagentes; 
 Calcular a constante de equilíbrio com base nos valores 
encontrados na linha do equilíbrio. 
1H2(g) + 1I2(g) 

 2HI(g) 
 
 
 
Como existem 0,15 mol de H2 no equilíbrio concluímos, portanto, 
que reagiram 0,05 mol de H2. Pela proporção estequiométrica que é de 
1 : 1 : 2, podemos afirmar que a quantidade de I2 que reagiu foi à mesma de 
H2, e que a quantidade formada de HI foi o dobro. 
 
H2(g) + I2(g) 

 2HI(g) 
 
 
 
Agora dividimos o número de mols de cada participante no 
equilíbrio pelo volume total do recipiente e substituímos os valores na 
expressão do Kc. No entanto, a soma dos coeficientes estequiométricos dos 
reagentes e igual ao do produto ficando o Kc independente do volume. 
 
 
 
 
Constante de equilíbrio em função das pressões parciais (Kp) 
 
 Em um equilíbrio que participam substâncias gasosas, pode-se 
usar uma constante que, em vez de ser expressa em termos de concentração, 
utiliza as pressões parciais dos gases. 
 
aA(g) + bB(g) 

 cC(g) + dD(g) 
 
 
Exemplo 
 
 
 
Atenção ! 
 
●Na expressão de Kp só devem ser representados os componentes gasosos. 
 
 
●Kp só depende da temperatura. 
 
Relação entre Kc e Kp 
 
 
 
Observações: 
 
 
 
 
 
Exercícios propostos 
 
01 - (Unimontes MG) O gráfico abaixo mostra como a constante de 
equilíbrio (Kc) varia com a temperatura para uma determinada reação 
química. 
 
 
 
Analisando-se o aspecto da curva, pode-se inferir que 
 
a)o aumento de temperatura favorece a formação de produto(s). 
b)a concentração de reagentes é constante ao longo da curva. 
c)a reação química ocorre com liberação de calor (exotérmica). 
d)o aquecimento do sistema aumenta o valor da constante, Kc. 
 
02 - (UERGS) O acetato de etila pode ser obtido pela reação 
CH3COOH + C2H5OH 

 CH3COOC2H5 + H2O 
 
cuja constante de equilíbrio, na temperatura de 100°C, é igual a 4,0. Partindo 
de quantidades estequiométricas de ácido acético e álcool etílico, a 
porcentagem de ácido acético esterificado quando o sistema atingir o 
equilíbrio a 100°C é, aproximadamente, igual a 
 
a)33. 
b)40. 
c)50. 
d)67. 
e)80. 
 
03 - (UECE) A obtenção industrial do estanho ocorre segundo a reação 
 
SnO2(s) + 2 H2(g) 

 Sn(s) + 2H2O(g), a 750 ºC. 
Sabendo que a pressão total no sistema é 0,5 atm e a pressão parcial da água 
é de 0,3 atm, a constante de equilíbrio Kp será 
Obs: A pressão total corresponde a soma das pressões parciais. 
 
a)1,25. 
b)2,25. 
c)3,75. 
d)4,25. 
 
04 - (UFC CE) Considerando um reservatório mantido à temperatura 
constante, tem-se estabelecido o equilíbrio químico 
2(g)3(g)5(g) Cl PCl PCl 

 . Sendo que as pressões parciais no 
equilíbrio são atm 0,15 p
5PCl
 , atm 0,30 p
3PCl
 e atm 0,10 p
2Cl
 . 
Assinale a alternativa correta para o valor de Kp (em atm) da reação. 
 
a)0,05 
b)0,10 
c)0,15 
d)0,20 
e)0,25 
 
05 - (UFMA) 2 mols de uma substância AB3(g) são aquecidos num sistema 
fechado a uma determinada temperatura. 50% do composto reage e o 
equilíbrio é estabelecido de acordo com a equação abaixo: 
 
)g(B3)g(A )g(AB2 223 

 
 
Qual a soma da quantidade de matéria das substâncias presentes na mistura 
no equilíbrio? 
 
a)3,0 
b)1,5 
c)2,0 
d)1,0 
e)2,5 
 
06 - (MACK SP) Os ésteres são compostos orgânicos comumente 
utilizados na indústria alimentícia como flavorizantes em refrescos, 
pastilhas e doces.A essência de pêssego (formiato de etila) pode ser obtida 
de acordo com a equação em equilíbrio: 
água
)(2
etila de formiato
)(52
oltane
)(52
fórmico Ácido
OHHHCOOC
OHHC)(HCOOH








 
Uma produção piloto de formiato de etila foi realizada em um balão de 
capacidade 3 litros, e ao atingir o equilíbrio, verificou-se a presença de 0,6 
mol de ácido fórmico; 0,6 mol de etanol; 1,2 mol do referido éster e 1,2 mol 
de água. Com base nesses dados, pode-se afirmar que a constante de 
equilíbrio (Kc) para essa reação é 
 
a)0,40. 
b)4,00. 
c)0,25. 
d)2,50. 
e)1,33. 
 
07 - (UNIFOR CE) Para cada um dos equilíbrios representados abaixo: 
 
I. Ag+(aq) + 2NH3(aq) Ag(NH3)2
+(aq) 
 
II. Zn(s) + Cu2
+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) 
 
III. NH3(aq) + H2O() NH4
+(aq) + OH-(aq) 
 
 
foi escrita a expressão a ser utilizada para o cálculo do valor da respectiva 
constante de equilíbrio, Keq: 
Dado: [ ] = concentração em mol/L 
 
I. 
2
3
23
]NH][Ag[
])NH(Ag[
Keq


 
II. 
]Cu[
]Zn[
Keq
2
2


 
 
III. 
]NH[
]OH][NH[
Keq
3
4

 
Dessas expressões, 
 
a)somente I é correta.b)somente II é correta. 
c)somente III é correta. 
d)somente I e II são corretas. 
e)I, II e III são corretas. 
 
08 - (FEPECS DF) Uma das etapas do processo industrial utilizado para a 
fabricação do ácido sulfúrico é a conversão de SO2 em SO3 segundo a reação: 
 
2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) 
 
 
Em um conversor de 100 L foram postos inicialmente 80 mols de cada um 
dos reagentes. Ao atingir o equilíbrio, foi constatada a presença de 60 mols 
de SO3. O valor da constante de equilíbrio (Kc) será igual a: 
 
a)52; 
b)6; 
c)0,055; 
d)36; 
e)18. 
 
09- (UFES) A constante de equilíbrio Kc é igual a 10,50 para a seguinte 
reação, a 227°C: 
 
CO(g) + 2 H2(g) 

 CH3OH(g) 
 
O valor de Kc para a reação abaixo, na mesma temperatura, é 
2CO(g) + 4 H2(g) 

 2 CH3OH(g) 
 
a)3,25 
b)5,25 
c)10,50 
d)21,00 
e)110,25 
 
10 - (ENEM) Vários ácidos são utilizados em indústrias que descartam 
seus efluentes nos corpos d’água, como rios e lagos, podendo afetar o 
equilíbrio ambiental. Para neutralizar a acidez, o sal carbonato de cálcio 
pode ser adicionado ao efluente, em quantidades apropriadas, pois produz 
bicarbonato, que neutraliza a água. As equações envolvidas no processo são 
apresentadas: 
 
(I) CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) Ca2+ (aq) + 2 HCO3– (aq) 
(II) HCO3– (aq) H+ (aq) + CO32– (aq) K1 = 3,0 10–11 
(III) CaCO3 (s) Ca2+ (aq) + CO32– (aq) K2 = 6,0 10–9 
(IV) CO2 (g) + H2O (l) H+ (aq) + HCO3– (aq) K3 = 2,5 10–7 
 
Com base nos valores das constantes de equilíbrio das reações II, III e IV a 
25 ºC, qual é o valor numérico da constante de equilíbrio da reação I? 
 
a)4,5 10–26 
b)5,0 10–5 
c)0,8 10–9 
d)0,2 105 
e)2,2 1026 
 
Gabarito 
 
01 - Gab: C 
02 - Gab: D 
03 - Gab: B 
04 - Gab: D 
05 - Gab: A 
06 - Gab: B 
07 - Gab: E 
08 - Gab: E 
09- Gab: E 
10 - Gab: B