Química Geral e Experimental II - III Unidade

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Química Geral e 
Experimental II
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof.ª Dr.ª Solange de Fátima Azevedo Dias
Revisão Textual:
Prof.ª Me. Natalia Conti 
Equilíbrio Químico
• Introdução;
• A Constante de Equilíbrio;
• O Princípio de Le Chatelier e o Equilíbrio Químico;
• Variação de Temperatura e o Equilíbrio Químico.
 · Demonstrar as diferentes reações em equilíbrio químico;
 · Resolver exercícios.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Equilíbrio Químico
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você 
também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão 
sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e 
de aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Equilíbrio Químico
Introdução
Você já se sentiu em perfeito equilíbrio? E, às vezes, em total desequilíbrio?
Não se preocupe, são reações químicas que estão ocorrendo...Ex
pl
or
Caro(a) aluno(a), nesta Unidade estudaremos os princípios básicos que regem 
o equilibro químico em reações simples e complexas. Só ocorrerão em sistemas 
líquidos e gasosos, envolvendo as variáveis: concentração, pressão e temperatura. 
Os gráficos 1 e 2 da Figura 1 mostram o equilíbrio das reações químicas.
Tempo 1
Tempo 2
Co
nc
en
tra
çã
o 2
Equilíbrio
Reação Direta
Reação Inversa
Amônia (Produto)
Nitrogênio
(Reagente)
Hidrogênio
(Reagente)
Equilíbrio
Ve
lo
cid
ad
e 1
Figura 1 – Gráficos de equilíbrio químico, em que na primeira figura aparecem as reações direta e inversa e 
a situação de equilíbrio, em que as duas velocidades se igualam. Na segunda figura, as concentrações ficam 
constantes tanto dos reagentes quanto dos produtos e não variam mais
Repare que: 
a) O gráfico 1 mostra a velocidade das reações direta e inversa em função 
do tempo; 
• À medida que a velocidade da reação direta cai, a velocidade da reação 
inversa aumenta.
b) O gráfico 2 mostra a concentração das substâncias envolvidas em função 
do tempo. 
• À medida que a concentração dos reagentes cai, a concentração do pro-
duto aumenta.
 » Os reagentes são: nitrogênio (N) e hidrogênio (H)
 » O produto é a amônia (NH3)
A reação balanceada é a seguinte:
3H2 + N2 → 2NH3
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9
Em laboratório, o equilíbrio químico pode ser observado por mudança de cores na reação. 
Observe que a velocidade da reação se altera na medida em que a concentração de reagentes 
varia, o que você consegue observar pela mudança de cor.
Assista em: https://youtu.be/Tslv4jmUFGE
Ex
pl
or
Curiosidade: a amônia líquida é um tipo de fertilizante utilizado diretamente no 
solo agrícola, conforme ilustra a Figura 2.
Figura 2 – Pulverização de amônia
Fonte: iStock/Getty Images
A Constante de Equilíbrio
Observe a Figura 3, utilizando a mesma reação de obtenção da amônia:
N g H g NH g2 2 33 2( ) ( ) ( )+ 
a b c
1 mol de nitrogênio gasoso reage com 3 moles de hidrogênio gasoso em 
equilíbrio na formação de 2 moles de gás amônia.
Com a Lei de ação da massa, pode-se expressar a equação de equilíbrio:
K
c
a be
=
[ ]
[ ][ ]
2
2
Observação: para reações com dois produtos, a expressão de equilíbrio químico é:
aA bB cC dD
K
C D
A Be
c d
a b
+ +
=

[ ] [ ]
[ ] [ ]
9
UNIDADE Equilíbrio Químico
Observe a Figura 4 o que ocorre com reagentes e produtos e a variação de pressão:
Aumento
da pressão
Diminuição
da pressão
Provoca
contração
do volume
Provoca
expansão
do volume
O equilíbrio se
desloca no sentido 
do menor volume
O equilíbrio se
desloca no sentido 
do maior volume
 (a)
Tempo
A
B
C
0,0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Pr
es
sã
o (
at
m
)
 (b)
Figura 4 – Expressão gráfica de equilíbrio químico em que as pressões parciais ficam 
constantes a partir do momento em que o equilíbrio químico é atingido
O gráfico (b) demonstra que à medida que a pressão de A e de B aumenta, o 
tempo da reação diminui para chegar ao equilíbrio. E no início da reação, tempo 
0, a pressão de C aumenta até atingir o equilíbrio.
Você percebeu que a reversibilidade das reações depende da temperatura, como 
é o caso do sulfato de cobre penta hidratado (CuSO4.H2O) ser de cor azul e, o 
sulfato de cobre anidro, sem água, branco. Veja a seguir.
A reversibilidade do CuSO4 é mostrada entre a substância anidra, isto é, sem água (|branca) 
e a substância hidratada (azul). A situação de volta é conseguida aquecendo-se a substância 
azul, que após desidratação, ficará branca novamente: https://goo.gl/q5EaHf
Ex
pl
or
10
11
Observe na Figura 5: Com o aumento da pressão em uma panela de pressão, a 
reação de cozimento dos feijões é acelerada.
Figura 5 – Aumento de pressão e velocidade de reação
Fonte: quimica.seed.pr.gov.br
No caso da Figura 7, a reação química para acionamento do airbag deve ser 
extremamente rápida, pois ele é um dispositivo de segurança que irá evitar que, durante 
uma colisão, a cabeça do ocupante bata com partes duras do carro que estejam na 
frente deste ocupante. As imagens mostram o tempo gasto entre o momento em que 
é acionado o freio do carro bruscamente, aumentando a concentração e o contato 
como os reagentes e a ativação da reação do nitrato de amônio (NH4NO3) com uma 
faísca gerada pela parte elétrica do carro, liberando o gás.
Outro tipo de reação é a mistura química de NaN3 (azida de sódio), KNO3 e 
SiO2, que após receber a faísca elétrica através de sensores no para-choque do 
carro, libera o gás nitrogênio e o silicato de silício (pó branco).
1. 2NaN3 → 2 Na + 3N2 
2. 10 Na + 2 KNO3 → K2O + 5 Na2O + N2 
3. K2O + Na2O + SiO2 → silicato alcalino
Caro aluno, leia a reportagem sobre os perigos de acidentes com airbags, no endereço a 
seguir e tire suas próprias conclusões. Disponível em: https://goo.gl/3n3BifEx
pl
or
Tempo gasto para a reação de infl ar um airbag: https://goo.gl/RD15jJ
Ex
pl
or
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UNIDADE Equilíbrio Químico
O Princípio de Le Chatelier 
e o Equilíbrio Químico
O princípio de Le Chatelier pode ser aplicado em sistemas fechados de 
equilíbrios dinâmicos: “quando um sistema em equilíbrio é submetido a uma força 
(perturbação), ele tenderá a se reajustar, reagindo de maneira a minimizar o efeito 
desta força” (BROWN, p. 533-560). Pode-se dizer que:
a) A mudança no sistema com o aumento de concentração de um 
componente do sistema ocorre com o consumo desse componente, até 
que haja um novo estado de equilíbrio;
b) Com o aumento de temperatura ocorre uma transformação com 
absorção de calor, fazendo diminuir a temperaturado sistema; 
c) Com a diminuição de volume (com um aumento da pressão) de uma 
mistura gasosa, aumenta o número de moléculas por unidade de volume 
e, ao contrário, a diminuição do número de moléculas diminui a pressão 
do sistema.
Exemplos de cálculo de equilíbrio químico
A) Dadas as reações, escreva a expressão de equilíbrio para Keq
1 3 2
2 2 2
2 2
1
2 3
2 2
1
2 3
) ( ) ( ) ( )
) ( ) ( ) (
N g H g NH g
SO g O g SO g
+  →← 
+  →←  ))
) ( ) ( ) ( ) ( )3 2
1
2 2
CO g NO g CO g No g+  →←  +
Resolução:
1 3
2
2 2
3)
( )
( )( )
K
NH
N Heq
=
2 3
2
2 2
2)
( )
( )( )
K
SO
O SOeq
=
3 2
2
)
( )( )
( )( )
K
CO NO
CO NOeq
=
B) Em termos numéricos: 
Dadas as pressões parciais da reação de formação do N2O4, calcule a Keq.
12
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N NO2 22 PNO2 = 0,526 atm PN2O4 = 0,0429 atm
K
P
Peq
NO
N O
=
( )
( )
2
2 4
2
Keq = =
( , )
( , )
,
0 526
0 0429
6 45
2
Variação de Temperatura
e o Equilíbrio Químico
A variação de temperatura em reações de equilíbrio químico afeta o equilíbrio 
das reações. A variação de energia livre de Gibbs (∆G) do sistema, que indica a 
alteração de energia livre dos produtos formados e a energia livre dos reagentes, 
é dada por:
∆G = ∆H – T∆S 
Em que: ∆H é a variação de entalpia, 
∆S é a variação da entropia 
T é a temperatura em graus na escala absoluta.
Com as possíveis variações de temperatura no sistema, industrialmente, pode-
se aumentar o rendimento da reação na direção dos produtos a serem formados. 
Com as reações reversíveis, reagentes são consumidos na formação de produtos e 
produtos convertidos em reagentes, até que ocorra o equilíbrio da reação em que 
as velocidades nos dois sentidos se igualam. 
Observe a reação de formação do gás monóxido de nitrogênio.
1 1 2 432 2N O NO Hg g
endotérmica
exotérmica g( ) ( ) ( )
+  →←  ∆ = + ,,
[ ]
[ ] [ ]
2
2 2
kcal
K
NO
N Oc
=
⋅
Para ocorrer a reação direta de formação do NO é necessário ceder calor para que 
ela ocorra, portanto, trata-se de uma reação endotérmica. Pelo contrário, na reação 
inversa, N2 + O2, há uma reação exotérmica, em que ocorre a liberação de calor.
Conclusão: ao aumentar a temperatura do sistema, o equilíbrio se deslocará 
no sentido da reação endotérmica, para a direita (→), no sentido de formação do 
produto. E se a temperatura do sistema for reduzida, o equilíbrio se deslocará no 
sentido dos reagentes, reação exotérmica, liberando calor.
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UNIDADE Equilíbrio Químico
Observe:
No equilíbrio:
1 1 2 432 2N O NO Hg g
endotérmica
exotérmica g( ) ( ) ( )
+  →←  ∆ = + ,,
[ ]
[ ] [ ]
2
2 2
kcal
K
NO
N Oc
=
⋅
A diminuição da temperatura deslocará o equilíbrio para a esquerda, observe o 
tamanho da seta, no sentido dos reagentes.
1 1 2 432 2N O NO Hg g
endotérmica
exotérmica g( ) ( ) ( )
+  →←  ∆ = + ,,2kcal
Isso ocorre porque segundo o princípio de Le Chatelier, se um sistema em 
equilíbrio sofrer alguma perturbação de temperatura, por exemplo, o sistema 
tenderá a se deslocar no sentido de minimizar essa perturbação.
Assim, a reação endotérmica absorverá o calor, minimizando os efeitos do 
aumento de temperatura para manter o equilíbrio.
Quando a temperatura é aumentada, a constante de equilíbrio do sistema (Kc) é 
alterada, pois quanto maior a quantidade de NO formado, maior é sua concentração 
e, consequentemente, maior é o valor de Kc:
Caro(a) aluno(a), agora exercite seus conhecimentos, não olhe as respostas no 
final do capítulo, tente resolver e, só depois, veja se acertou.
Exercícios
1. Quando uma reação química atinge o equilíbrio químico?
a) quando as concentrações são praticamente iguais. 
b) as velocidades das reações direta e inversa são iguais.
c) quando as pressões são iguais.
d) a temperatura do sistema está em equilíbrio.
e) a pressão do sistema é constante.
2. Em um ambiente, como o de uma cozinha, qual dos sistemas é considerado 
em equilíbrio?
a) Um copo de refrigerante.
b) Uma garrafa de refrigerante fechada.
c) Uma garrafa térmica aberta com café quente.
d) Uma barra de chocolate.
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e) Um prato de feijão com arroz, salada e um bife.
3. Na produção de NH3 industrial, ocorre a seguinte reação:
N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)
Qual é a quantidade em mol de cada reagente e do produto?
a) 2, 3 e 2
b) 1, 3 e 2
c) 2, 2 e 2
d) 1, 6 e 6
e) 2, 6 e 6
4. A tabela a seguir indica os valores de concentração de reagentes e produtos. 
Qual é o valor da Keq da reação?
N O NOg g2 4 22( ) ( )
reagentes/produtos no início
[N2O4] 0,050 mol L
-1
[NO2] 0,050 mol L
-1
a) 0,0025
b) 0,05
c) 0,005
d) 0,025
e) 0,5
5. Observe o gráfico de produção industrial de amônia e responda:
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g).
Figura 6
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UNIDADE Equilíbrio Químico
I – O produto é formado em condições de alta pressão e baixa temperatura.
II – A reação de formação da amônia está incorreta.
III – Em um recipiente fechado, à pressão constante, o aumento da temperatura 
favorece a decomposição da amônia.
IV – O consumo do N2 é diminuído em qualquer temperatura.
Qual alternativa apresenta assertiva correta?
a) I e II
b) I e III
c) I e IV
d) I, II, III e IV
e) II e III
6. Na produção do aço, ocorre a reação abaixo:
C(s) + CO2(g) → 2CO(g)
Qual é a expressão de Keq, para esta reação?
a) Keq = (CO)² / (CO2)
b) Keq = (CO)² / (C) (CO2)
c) Keq = (C)² / (C) (CO2)
d) Keq = (CO) / (C) (CO2)
e) Keq = (CO)² / (CO) (CO2)
7. A reação química que ocorre nas hemácias humanas é:
CO H O H CO2 2 2 3+ 
A expressão de equilíbrio da reação é:
a) Keq= ácido carbônico / ácido carbônico
b) Keq= ácido carbônico / gás carbônico e água.
c) Keq= ácido carbonoso / ácido carbônico
d) Keq= ácido carbônico / monóxido de carbono e água
e) Keq= ácido carbônico / dióxido de carbono dissolvido em água
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8. Observe as figuras abaixo e indique qual a alternativa correta.
0
Tempot e
[reagentes] = [produtos]
Co
nc
en
tra
çã
o (
m
ol
/L
)
 (a)
0
Tempot e
[reagentes] 
[produtos]
Co
nc
en
tra
çã
o (
m
ol
/L
)
 (b)
0
Tempot e
[reagentes] 
[produtos]
Co
nc
en
tra
çã
o (
m
ol
/L
)
 (c)
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UNIDADE Equilíbrio Químico
 (d)
Quais figuras representam um sistema em equilíbrio?
a) a, e b
b) a, b, c e d
c) b e d
d) a, b e c
e) a, c e d
9. Na reação abaixo, qual é a quantidade em mol total de reagentes e produtos?
4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g) ∆H = -900kJ
a) 24
b) 19
c) 36
d) 34
e) 36
10. A reação a seguir indica que:
Co H O C Na CoC H O( )2 6 2 2 4 26 → +
rosa azul
a) É uma reação em equilíbrio com mudança de cor.
b) A cor rosa do reagente indica que está em equilibro quando forma o produto azul.
c) Não é uma reação de equilíbrio químico.
d) É uma reação de equilíbrio químico, pois está corretamente balanceada.
e) É uma reação de equilíbrio químico com a formação de um sal desidratado.
Respostas: da questão 1 a 9 = alternativa “b”
A questão 10 = alternativa “c”
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Química total
COVRE, Geraldo José. Química total. São Paulo: FDT, 2001. 664 p.CHANG, R. 
Físico-química: para as ciências químicas e biológicas. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
Química e reações químicas.
KOTZ, J. C.; Treichel, P. (2002). Química e reações químicas. Vol. 1 e 2 (4ª Ed.) 
LTC. (v1 4 e v2 3) RANGEL, R. N. Práticas de físico-química. 3. ed. rev. e ampl. São 
Paulo: Edgard Blücher, 2006, 316 p.
Físico-Química
MOORE, Walter John. Físico-Química. Vol. 1 - Tradução da 4ª Edição Americana. 
Atkins, P. (2003). Físico-química – Fundamentos (3ª Ed.) LTC.
Química Geral
RUSSEL, J. B. (1994). Química Geral. Vol. 1 e 2. (2ª Ed.) Makron Books.
Química, um curso universitário
MAHAN, Bruce M. & MYERS, Rollie J. Química, um curso universitário, 4-ed. 
Traduzido por: Koiti Araki; Denise de Oliveira Silva; Flávio Massao Matsumoto. São 
Paulo: Edgard Blücher, 1995. 582p
Revista Química Nova
REVISTA QUÍMICA NOVA, 2010; 2013 e 2016.
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UNIDADE Equilíbrio Químico
Referências
ATKINS,P.; JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e 
o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001.
BROWN, LeMay, Bursten. Química, a Ciência Central – São Paulo- Pearson, 
2014.
CASTELLAN, G. W. (1986) Fundamentos de físico-química (3ª Ed.). LTC.
MASTERTON, W.L.; SLOWINSKI, E.J.; STANITSKI, C.L. Princípios de Química. 
6.ed. Rio de Janeiro: LTC. Editora, 1990.4. Russel, J. B. (1994). Química Geral. 
Vol. 1 e 2. (2ª Ed.) Makron Books.4. 
RUSSEL, J.B. Química Geral. 2.ed. São Paulo: Makron Books, 1994.
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