1) Uma reação química reversível ocorre em ambas as direções, com reagentes se transformando em produtos e vice-versa ao longo do tempo. 2) Quando a velocidade da reação direta é igual à velocidade inversa, atinge-se o equilíbrio químico, com proporções constantes de substâncias. 3) O documento descreve modelos para estudar cineticamente reações reversíveis de primeira e segunda ordem.

1. Escola de Engenharia de Lorena - USP
Cinética Química – Capítulo 06 – Reações Reversíveis
1 – Introdução
Uma reação química reversível ou, mais simplesmente, uma reação reversível é uma reação química que
ocorre em ambas às direções. Representa-se, de forma genérica, da seguinte maneira:
k2
onde R e S são formados na reação direta a partir dos reagentes A e B. E na
A+ B⇔R + S
k− 2 reação inversa, R e S reagem para formar A e B.
As reações reversíveis são aquelas nas quais, decorrido um tempo de reação, atinge-se o Equilíbrio
Químico, situação na qual a proporção entre as quantidades de reagentes e produtos da reação química se
mantém constante ao longo do tempo, a temperatura constante.
Para um observador externo, a impressão que se tem é que a reação química parou. Entretanto, do ponto
de vista microscópico, o que de fato ocorre é que a velocidade da reação direta se iguala a velocidade da
reação inversa quando se atinge o equilíbrio químico. Neste momento, a velocidade global da reação
química é zero, pois as velocidades das reações direta e inversa se igualam.
Fonte: Wikipédia Fonte: Wikipédia
Exemplificando para uma reação química elementar de segunda ordem direta e de segunda ordem inversa,
cuja estequiometria, seja do tipo:
k2
tem-se para a reação direta que: rdireta = k 2C AC B
A+ B⇔R + S
rinversa = k −2C R C S
k− 2
e para a reação inversa que:
Neste caso, a velocidade da reação é a diferença entre as velocidades da reação direta e inversa, ou seja:
d CR d CA
=− = k 2 C AC B − k − 2 C R C s
dt dt
2 – Estudo Cinético pelo Modelo Integral
2.1 - Reações Reversíveis de Primeira Ordem Direta e Inversa:
Este é o caso mais simples de reações reversíveis, no qual:
k1
CRe k
A ⇔ R onde KC = = 1 = constante de equilibrio
k −1 CAe k −1
No equilíbrio químico, tem-se que a velocidade da reação é zero, ou seja : (-dCA/dt) = 0 .
Neste caso, a constante de equilíbrio pode-se ser deduzida em função da conversão de A no equilíbrio (XAe):
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Notas de Aula - Prof. Dr. Marco Antonio Pereira

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Cinética Química – Capítulo 06 – Reações Reversíveis
CR e k1 M + X A e
KC = = =
CA e k −1 1 − X A e
d CR d CA
A equação de velocidade para a reação elementar é: =− = k1CA − k −1CR
dt dt
) − k −1  C 
dXA
ou: C A = k 1 C Ao (1 − X A  Ro + C Ao . X A 
dt  
o
CRo d XA
Considerando M= , tem-se que : = k1(1 − X A ) − k −1( M + X A )
CAo dt
Após os ajustes algébricos, realiza-se a integração e obtêm-se:
 X   M +1   CA − C A   M +1  CRo
− ln 1 − A  = k 1 


 M + X .t − ln e 
= k1  
 M + X . t M=
XA e  C −C 
ou onde
   Ae   Ao Ae   Ae  CAo
2.2 - Reações Reversíveis de Segunda Ordem Direta e Inversa:
k2
Seja a reação de segunda ordem direta e reversa: A+B ⇔ R+S
k −2
d CR d CA
A equação de velocidade para a reação elementar é: =− = k 2 C AC B − k − 2 C R C s
dt dt
Realizando esta reação a partir das seguintes condições iniciais: C A = C B e C R = CS = 0, e
o o o o
utilizando o método integral, obtêm-se a seguinte equação matemática para o estudar esta reação:
X Ae − (2 X Ae − 1) X A  1 
ln = 2k 2  − 1C Ao t
X Ae − X A  XA 
 e 
Esta condição inicial adotada: C A = C B e C R = CS = 0, é extensiva para as seguintes situações :
o o o o
2A ⇔ R+S ou 2A ⇔ 2R ou A+B ⇔ 2R
2.3 – Reação Reversível de Primeira Ordem Direta e Segunda Ordem Inversa
 
Seja a reação  
 
n=1,k1 X Ae  X Ae X Ae 
A ⇔ R + S onde C Bo = CC o = 0 , tem-se que k1 t = ln − ln 
n=2,k2 2 − X Ae  X Ae − X A 1 − X Ae 
 XA 
 + XA 
 1 − X Ae 
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