Experimento 8 - Equilíbrio Químico

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Experiência 8 
Equilíbrio Químico: Reações no equilíbrio e princípios de Le Chatelier 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Química Geral Experimental – QUI017 
Professor Vinicius Bonatto 
Nome: Juliene Morais de Faria 2017002864 
 Matheus Gabriel Guardiano dos Santos 2017003502 
Data do experimento: 04/05/2017 
Introdução 
 
 Na química, há reações que não se completam, mas, em vez disso, aproximam-
se de um estado de equilíbrio no qual tanto os reagentes quanto os produtos estão 
presentes. Assim, depois de certo período de tempo, essas reações parecem “parar” – as 
cores param de mudar, os gases param de desprender e assim por diante – antes que a 
reação se complete, levando a uma mistura de reagentes e produtos. 
 A condição na qual as concentrações de todos os reagentes e produtos em um 
sistema fechado param de variar com o tempo é chamada de equilíbrio químico. O 
equilíbrio químico é definido por reações na qual os produtos são formados a partir dos 
reagentes (reação direta) e na qual os reagentes são formados a partir dos produtos 
(reação inversa). Para que o equilíbrio ocorra, nem os reagentes nem os produtos podem 
escapar do sistema.¹ 
As reações direta e inversa ocorrem em velocidades diferentes, mas tendem a se 
igualar. Quando ambas as velocidades das reações direta e inversa se tornam iguais, e, 
portanto, as concentrações de todas as substâncias da reação permanecem constantes, 
diz-se que a reação atingiu seu equilíbrio químico.² 
 
Imagem 1 – Disponível em http://www.infoescola.com/wp-
content/uploads/2011/10/equilibrio-quimico.jpg. 
 
 Observa-se no gráfico, que, no instante t, a concentração dos reagentes e dos 
produtos passou a ser constante, o que indica que a reação está em equilíbrio químico. 
Quando uma reação reversível atinge o equilíbrio químico, a relação dos 
produtos e reagentes é constante, o que recebe o nome de constante de equilíbrio. A 
constante de equilíbrio pode ser expressa em termos das concentrações em mol/L (Kc), 
em que não entram os sólidos, ou em termos de pressão parcial (Kp), em que somente 
os gases participam. 
http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2011/10/equilibrio-quimico.jpg
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http://www.infoescola.com/quimica/equilibrio-quimico/
http://www.infoescola.com/quimica/constante-de-equilibrio/
Através do valor da constante de equilíbrio, é possível obter a relação dos 
reagentes e produtos, assim, se Kc ou Kp forem iguais a 1, a concentração dos reagentes 
e dos produtos é igual, se maiores que 1, a concentração dos produtos é maior que a dos 
reagentes (reação de alto rendimento), e, por fim, se menores que 1, a concentração dos 
reagentes é maior que a dos produtos (baixo rendimento da reação). 
O equilíbrio pode ser classificado em homogêneo e heterogêneo. Equilíbrio 
homogêneo se dá quando todos os reagentes e produtos estão num mesmo estado, seja 
ele líquido, sólido, gasoso ou aquoso. O heterogêneo, ao contrário, ocorre quando 
existem substâncias em estados diferentes.³ 
 
Objetivos 
 - Observar o deslocamento do equilíbrio químico de uma reação a partir de fator 
como variação da temperatura, pressão e concentração dos reagentes. 
 
Materiais e Reagentes 
 Béqueres 100 mL (2); 
 Béqueres 250 mL (2); 
 Banho maria; 
 Tubos de ensaio (4 de mesmo diâmetro); 
 Rolha para tubo de ensaio (2); 
 Seringa; 
 Espátula; 
 Kitassato 250 mL; 
 Rolha para Kitassato; 
 Pinça de madeira; 
 Estante para tubos de ensaio; 
 Pipeta graduada de 10 mL; 
 Pipeta graduada de 2 mL (2); 
 Banho de gelo. 
 
 HNO3 concentrado; 
 Cobre metálico (fita ou fio); 
 K2CrO4 0,1 mol.L
–1
; 
 K2Cr2O7 0,1 mol.L
–1
; 
 NaOH 0,1 mol.L–1; 
 HCl 0,1 mol.L–1; 
 Ba(NO3)2 0,5 mol.L
–1
. 
 
 
http://www.infoescola.com/quimica/rendimento-de-uma-reacao-quimica/
Procedimentos 
 
Parte A - Em um Kitassato de 250 mL, adicione aproximadamente 1,5g de cobre 
metálico. Em seguida, transfira 10 mL de HNO3 concentrado e coloque uma rolha de 
borracha no topo do Kitassato. Recolha o gás formado em um tubo de ensaio, pela saída 
lateral do Kitassato (coloque um extensor na saída de modo que o gás entre no fundo do 
tubo de ensaio). Espere até que o tubo atinja a temperatura ambiente e mergulhe-o no 
Béquer contendo água gelada. Espere algum tempo e observe. Retire o tubo de água 
gelada e mergulhe na água fervendo. Observe. Recolha um pouco do gás em uma 
seringa de injeção e obstrua a extremidade onde encontra-se a agulha. Aperte o êmbolo 
de modo a aumentar a pressão, aguarde alguns instantes e observe. Libere o êmbolo 
diminuindo a pressão e observe. 
Parte B - No suporte coloque 3 tubos de ensaio e numere-os de 1 a 3. Nos tubos 
1 e 2, coloque 2 mL de K2Cr2O7 e no tubo 3 coloque 2 mL de K2CrO4. No tubo 1 
adicione 40 gotas (cada gota é aproximadamente 0,05 mL) da solução de NaOH. 
Compare a cor da solução com a dos outros tubos. Anote a variação observada. 
Adicione ao mesmo tubo, 40 gotas de HCl. Agite e compare novamente com os outros 
tubos (Leve em consideração a diluição). Anote esta nova variação. No tubo de ensaio 
contendo o K2CrO4, tubo 3, adicione 2 gotas de solução de Ba(NO3)2. Agite e observe 
se houve formação de precipitado. Repita o procedimento do item 4 no tubo de ensaio 2, 
contendo K2Cr2O7. Obs: A solubilidade do BaCrO4 é de 8,5x10
-11
 mol L
-1
 e BaCr2O7 é 
solúvel. 
 
Resultados e discussões 
 Parte A: A preparação do kitassato para todos os alunos foi realizada apenas uma 
vez e a massa adicionada de cobre que deveria ser de 1,5g foi igual a 1,5016g, 
praticamente a massa desejada. Logo em seguida, foi adicionado um valor de 10mL de 
ácido nítrico. Com a adição do ácido nítrico, iniciou-se uma reação dentro do kitassato 
que pode ser escrita da seguinte maneira: 
 
Cu(s) + 4HNO3(aq) Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(l) 
 
 Assim, com a formação do dióxido de nitrogênio que é um gás de coloração 
castanha, pode-se analisar a reação de dissociação desse gás em tetróxido de nitrogênio, 
conforme a seguinte reação de equilíbrio: 
 
2NO2(g) N2O4(g) 
 
 Enquanto o dióxido de nitrogênio apresenta coloração castanha, o tetróxido de 
nitrogênio é castanho escuro. Sendo assim, esse gás passa a ser utilizável para a análise 
de equilíbrio químico afetado pela temperatura e pressão. 
 O dióxido de nitrogênio foi capturado por uma seringa do kitassato e, ao fechar a 
seringa, aumentou-se a pressão dentro da seringa pressionando-a. Com o aumento da 
pressão, a coloração do gás na seringa ficou num tom castanho mais escuro, o que se 
pode concluir que o aumento da pressão favoreceu o deslocamento do equilíbrio 
químico para o reagente. Entretanto, o aumento da pressão deveria favorecer a formação 
da menor quantia de gás e, logo, o tetróxido de nitrogênio
4
. Temos aqui um erro, que 
pode ser descrito por um possível vazamento ou abertura na seringa, afetando os 
resultados do experimento ou um possível erro na referência bibliográfica utilizada 
(Atkins). Do mesmo jeito, quando liberou-se o êmbolo, a coloração do gás foi ficando 
mais clara, indicando um favorecimento na formação do produto. 
 Logo em seguida, passou-se o gás da seringa para um tubo de ensaio e analisou-
se o efeito da temperatura sobre o equilíbrio. Quando o tubo de ensaio foi colocado na 
água fria, a coloração do gás ficou praticamente incolor, indicando um favorecimento da 
formação do produto. Quando o tubo de ensaio foi transferido para a água quente, a 
coloração do gás foi escurecendo, indicando um favorecimento da formação do 
reagente. 
 Parte B: Esta parte do experimento visa mostrar o efeito da concentração sobre 
os íons cromato (cor amarela) e dicromato (cor alaranjada). Sendo assim, no tubo de 
ensaio 1 foi adicionada uma quantidadeexata de 2mL de K2Cr2O7 e, logo em seguida, 
40 gotas de solução de hidróxido de sódio. Pode observar, então, que a coloração do 
tubo de ensaio ficou mais clara, indicando um favorecimento na formação do íon 
cromato. Essa observação fica clara observando a reação de apenas o íon dicromato 
reagindo com a hidroxila do hidróxido de sódio e formando o íon cromato e água, 
conforme a reação esquematizada abaixo: 
 
Cr2O7
2-
(aq) + 2OH
-
(aq) 2CrO4
2-
(aq) + H2O(l) 
 
 Quando, ao mesmo tubo de ensaio, adiciona-se 40 gotas de HCl, observa-se que 
a coloração do tubo de ensaio tornou a escurecer, indicando um favorecimento da 
formação do íon dicromato. Esquematizando a reação que ocorre apenas entre o íon 
cromato e o íon H
+
 do ácido clorídrico, observa-se a formação do íon dicromato e água, 
validando o escurecimento do tubo: 
 
2CrO4
2-
(aq) + H
+
(aq) Cr2O7
2-
(aq) + H2O(l) 
 
 Deve-se levar em conta que a coloração do tubo de ensaio, após a adição do 
ácido clorídrico, só não se torna a mesma preparada no início do experimento por conta 
da diluição que ocorreu com a adição de um total de 80 gotas de ácido clorídrico e 
hidróxido de sódio. 
 No tubo de ensaio 2, que também foi preparado com 2mL de K2Cr2O7 
adicionou-se 2 gotas de solução de Ba(NO3)2. Sendo assim, a coloração da solução não 
se alterou, entretanto ela se tornou um pouco mais leitosa. Isso se deve porque a reação 
do íon dicromato com o íon de bário forma um composto aquoso e faz com que seja 
favorecida a formação do próprio íon dicromato (não indicando alteração na reação). 
Essa reação de equilíbrio entre os íons é expressa logo abaixo: 
 
Cr2O7
2-
(aq) + Ba
2+
(aq) + H2O(l) BaCr2O7(aq) + H
+
(aq) 
 
 Observando os dados que foram fornecidos pela apostila, nota-se que o BaCr2O7 
é solúvel em água, o que seria mais uma justificativa para não se notar a formação de 
precipitado no tubo de ensaio. 
 No tubo de ensaio 3, adicionou-se 2mL de K2CrO4 e, em seguida, 2 gotas de 
solução de Ba(NO3)2. Sendo assim, não houve alteração na coloração da solução, 
entretanto houve a formação de um precipitado. A formação desse precipitado se deve 
pelo fato do íon cromato que, quando reagiu com o íon de bário, formou um composto 
sólido. A formação desse composto indica que a concentração do íon cromato diminuiu 
e, como consequência disso, o equilíbrio do sistema desloca-se para o sentido da 
formação do reagente. Essa reação de equilíbrio entre os íons é expressa logo abaixo: 
 
Ba
2+
(aq) +
 
CrO4
2-
(aq) BaCrO4(s) 
 
 Observando os dados que foram fornecidos pela apostila, o BaCrO4 apresenta 
solubilidade de 8,5x10
-11
mol/L, o que seria uma justificativa para se notar a formação 
de um precipitado no tubo de ensaio. 
 
Conclusão 
 O objetivo de observar o deslocamento do equilíbrio químico de uma reação a 
partir de fatores como a variação de temperatura, pressão e concentração dos reagentes 
foi concluído e muitos outros conhecimentos foram adquiridos, como o 
desenvolvimento de reações químicas entre íons e como a simples mudança da estrutura 
de um íon pode mudar uma solução. 
 Além disso, alguns conceitos como o de estequiometria, reações químicas, 
evidências macroscópicas e preparo de soluções puderam ser reforçados e melhorados. 
 
 
Referências Bibliográficas 
 
¹ Brown, T. L.; LeMay Jr, H. E.; Burdge J. R.; Química A Ciência Central, 9ª ed., 
Pearson: São Paulo, 2005, 972 pp. 
² Mudo Educação. Disponível em 
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/equilibrio-quimico.htm. Acesso em 
09/05/2017 
³ InfoEscola. Disponível em http://www.infoescola.com/quimica/equilibrio-de-reacoes-
quimicas/. Acesso em 09/05/2017 
4
 Atkins, Peter; Jones, Loretta; Princípios de Química – Questionando a vida moderna e o meio 
ambiente, Bookman: Porto Alegre, 2001, 568 pp. 
 
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/equilibrio-quimico.htm
http://www.infoescola.com/quimica/equilibrio-de-reacoes-quimicas/
http://www.infoescola.com/quimica/equilibrio-de-reacoes-quimicas/