SQM-405:   SQM-405Química Geral e Tecnológica<< EquilíbrioQuímico >>             Engenharias:         Elétrica (Eletrônica...
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Recaptulando...    O que vamos aprender?      O Conceito de equilíbrio químico: ponto em que à       transformação simult...
Recaptulando...    Gelo + Água, 0°C       EQUILÍBRIO FÍSICO
Recaptulando...    Equilíbrio Químico      Velocidade da formação de produtos       (reação direta) é igual a velocidade ...
Recaptulando...    Evolução para o equilíbrio.
Recaptulando...    Gulberg e Waage, 1864   Dados de Equilíbrio e Constante de Equilíbrio da   Reação: 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2S...
Recaptulando...    Constante de Equilíbrio   Exemplos:   a) CaCO3( s ) ↔ CO( s ) + CO2 ( g )                              ...
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Recaptulando...    Origem de “K”        R↔P
Recaptulando...    Energia Livre      Processo só acontece se ∆ST>0.       Preciso calcular ∆SSIST e ∆SVIZ.      Outra f...
Recaptulando...    Henri le Chatelier       “Quando uma perturbação exterior é       aplicada a um sistema em equilíbrio  ...
Recaptulando...    Compressão da mistura.    Aumento da pressão desloca o equilíbrio    da reação no sentido de diminuir o...
Recaptulando...    Temperatura e equilíbrio.     Aumento da pressão desloca o equilíbrio     da reação no sentido de dimin...
Recaptulando...    Catalisadores
Recaptulando...
Recaptulando...    Teorias Ácido-Base.    Arrhenius:Base eletrolítica. (H+ e OH-).    Brönsted-Lowry: próton solvatado (...
Recaptulando...    Auto ionização da água    Caráteranfótero.    Sorensen: escala de pH.                                ...
• Quanto mais forte o ácido,mais fraca a base conjugada.• Quanto mais forte a base,mais fraco o ácido conjugado.
Relações importantes                       pH + pOH = 14 = pK w      [ K w = H 3O   +                  ][OH ]; K          ...
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Próxima aula Ação  do Tampão. Titulações ácido-base (estequiometria). Produto de solubilidade. Efeito do íon comum. P...
Próxima aula Titulações  ácido-base (estequiometria). Ação do Tampão. Produto de solubilidade. Efeito do íon comum. P...
Próxima aula Titulações  ácido-base (estequiometria). Ação do Tampão. Produto de solubilidade. Efeito do íon comum.  –...
Como calcular a força de um ácido?Calcule o pH e a porcentagem de desprotonação de umasolução de 0,1 M de CH3COOH (Ka=1,8 ...
Como calcular o Ka de um ácido fraco?Encontre o valor de Ka para uma solução de um ácido fraco deconcentração inicial de 0...
Solução Tampão  Escolher um ácido (base) fraco(a) cujo(a)  a(o) base(ácido) conjugada(o) tenha o pH  desejado e adicione s...
Equilíbrio de Solubilidade  Aplicar conceito de Equilíbrio às soluções  de sais.  Produto    de   Solubilidade:   predizer...
Efeito do Íon comum  • Usa Princípio de Le Chatelier para  precipitar íon de sal pouco solúvel.  • Adição de um 2o. Sal (o...
Efeito do Íon comum       • Qps < Kps : Sal dissolve.        • Qps = Kps : Equilíbrio.       •Qps > Kps : Sal precipita.
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  1. 1. SQM-405: SQM-405Química Geral e Tecnológica<< EquilíbrioQuímico >> Engenharias: Elétrica (Eletrônica e En./Automação) e de Computação. Ednilsom Orestes
  2. 2. SQM-405: SQM-405Química Geral e Tecnológica<< EquilíbrioQuímico >> Engenharias: Elétrica (Eletrônica e En./Automação) e de Computação. Ednilsom Orestes
  3. 3. Recaptulando... O que vamos aprender?  O Conceito de equilíbrio químico: ponto em que à transformação simultânea de reagentes em produtos e de produtos em reagentes, ambas a mesma velocidade.  Este ponto de equilíbrio é portanto dinâmico e corresponde ao mínimo de energia livre, caracterizada por concentrações específicas para cada componente da reação.  Juntas, estas concentrações fornecem a constante de equilíbrio de um determinado sistema em uma determinada condição.  É possível mudar o ponto de equilíbrio mudando as condições em que a reação acontece.  No ponto de equilíbrio, cada sistema responde de maneira diferente às mudanças, mas todas elas são não-espontâneas.  Aplicar esse conhecimento para o caso de soluções de ácidos e bases e suas propriedades e aplicações.
  4. 4. Recaptulando... Gelo + Água, 0°C EQUILÍBRIO FÍSICO
  5. 5. Recaptulando... Equilíbrio Químico  Velocidade da formação de produtos (reação direta) é igual a velocidade da formação de reagentes (reação inversa). Implica na coexistência de reagentes e produtos na mistura.  Caracterizado por uma composição fixa e específica do sistema (concentração ou pressão parcial). Tal composição é aquela que minimiza a variação de energia livre e fornece a constante de equilíbrio.  É “dinâmico” (conversão reagentes em produtos é simultânea à conversão de produtos em reagentes) e responde às
  6. 6. Recaptulando... Evolução para o equilíbrio.
  7. 7. Recaptulando... Gulberg e Waage, 1864 Dados de Equilíbrio e Constante de Equilíbrio da Reação: 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g) em 1000 K em várias composições iniciais. p(SO2) p(O2) p(SO3) p K 5,49 x 10-2 3,24 x 10-2 2,21 x 10-4 8,75 x 10-2 5,00 x 10-4 3,16 x 10-3 1,83 x 10-2 9,49 x 10-6 2,15 x 10-2 4,93 x 10-4 9,15 x 10-3 9,15 x 10-3 1,96 x 10-6 1,83 x 10-2 5,02 x 10-4 7,90 x 10-2 7,32 x 10-2 4,75 x 10-4 0,153 4,93 x 10-4 0,120 0,165 1,08 x 10-3 0,286 4,89 x 10-4
  8. 8. Recaptulando... Constante de Equilíbrio Exemplos: a) CaCO3( s ) ↔ CO( s ) + CO2 ( g ) K = PCO2 b) Ca ( OH ) 2 ( s ) ↔ Ca(2aq ) + 2OH (−aq ) + [ ][ K = Ca 2+ OH − ] 2 + + c) Cu(2aq ) + Zn( s ) ↔ Cu( s ) + Zn(2aq ) K= [ Zn ] 2+ [Cu ] 2+
  9. 9. Recaptulando... Relações entre K’s Relações entre Constantes de Equilíbrio. Equação Química Constante de Equilíbrio aA + bB ↔ cC + dD K1 cC + dD ↔ aA + bB K2 = 1/K1 = (K1)-1 naA + nbB ↔ ncC + ndD (K1)n
  10. 10. Recaptulando... Origem de “K” R↔P
  11. 11. Recaptulando... Energia Livre  Processo só acontece se ∆ST>0. Preciso calcular ∆SSIST e ∆SVIZ.  Outra função termodinâmica calcula tudo, ∆GR.  Verificar se reação é espontânea e quanto trabalho não-expansão pode ser obtido.  Direção mudança espontânea é direção diminuição de G.
  12. 12. Recaptulando... Henri le Chatelier “Quando uma perturbação exterior é aplicada a um sistema em equilíbrio dinâmico, ele tende a se ajustar no sentido de minimizar o efeito da perturbação.” Henri le Chatelier
  13. 13. Recaptulando... Compressão da mistura. Aumento da pressão desloca o equilíbrio da reação no sentido de diminuir o número de moléculas de gás.
  14. 14. Recaptulando... Temperatura e equilíbrio. Aumento da pressão desloca o equilíbrio da reação no sentido de diminuir o número de moléculas de gás. Eq. de Van’t Hoff: K2 ∆H  1 1  ln =−  −  K1 RT  T1 T2  X 
  15. 15. Recaptulando... Catalisadores
  16. 16. Recaptulando...
  17. 17. Recaptulando... Teorias Ácido-Base.  Arrhenius:Base eletrolítica. (H+ e OH-).  Brönsted-Lowry: próton solvatado (H 3O+).  Lewis: par de elétrons de valência. Arrhenius Brönsted e Lowry Lewis
  18. 18. Recaptulando... Auto ionização da água  Caráteranfótero.  Sorensen: escala de pH. + − 2 H 2O(l ) ↔ H 3O( aq ) + OH ( aq ) [ ]) pH = − log( H 3O + pOH = − log( [OH ] ) −
  19. 19. • Quanto mais forte o ácido,mais fraca a base conjugada.• Quanto mais forte a base,mais fraco o ácido conjugado.
  20. 20. Relações importantes pH + pOH = 14 = pK w [ K w = H 3O + ][OH ]; K − = [ A ][ H O ] ; − 3 + Kb = [ BH ][ HO ] + − a [ HA] [ B] K a × Kb =  [ ][  A − H 3O + ]  ×  [ BH ][ HO ]  = K   +  −  [ HA]   [ B]  w     pK a + pK b = pK w
  21. 21. SQM-405: SQM-405Química Geral e Tecnológica<< EquilíbrioQuímico >> Engenharias: Elétrica (Eletrônica e En./Automação) e de Computação. Ednilsom Orestes
  22. 22. Próxima aula Ação do Tampão. Titulações ácido-base (estequiometria). Produto de solubilidade. Efeito do íon comum. Precipitação.
  23. 23. Próxima aula Titulações ácido-base (estequiometria). Ação do Tampão. Produto de solubilidade. Efeito do íon comum. Precipitação.
  24. 24. Próxima aula Titulações ácido-base (estequiometria). Ação do Tampão. Produto de solubilidade. Efeito do íon comum. – Precipitação.
  25. 25. Como calcular a força de um ácido?Calcule o pH e a porcentagem de desprotonação de umasolução de 0,1 M de CH3COOH (Ka=1,8 x 10-5). CH 3COOH + H 2O ↔ H 3COO − + H 3O + CH3COOH H3O+ CH3COO- Início 0,10 0,0 0,0 Variação - x +x +x Equilíbrio 0,1 - x x x x.x x = 1,3 ×10 −3 Porcentagem de Ka = = 1,8 ×10 −5 0,1 − x ( ) pH = − log 1,3 ×10 −3 = 2,89 desprotonação = 1,3%
  26. 26. Como calcular o Ka de um ácido fraco?Encontre o valor de Ka para uma solução de um ácido fraco deconcentração inicial de 0,010 M cujo pH em água é 2,95.[ H O ] = 10 = 10 3 + − pH −2 , 95 [H O ] = [ A ] 3 + −[ H O ] = 0,0011 mol.L 3 + −1 [ HA] = [ HA] − [ H O ] in 3 + = [ H O ][ A ] = + − [ H O ] = 1,8 ×10 + 2 −5 [ HA] − [ H O ] 3 3 Ka [ HA] in 3 + Ka = ( 0,0011) 2 = 1,4 ×10 − 4 0,010 − 0,0011
  27. 27. Solução Tampão Escolher um ácido (base) fraco(a) cujo(a) a(o) base(ácido) conjugada(o) tenha o pH desejado e adicione sua(seu) base(ácido) conjugada(o) através do sal.
  28. 28. Equilíbrio de Solubilidade Aplicar conceito de Equilíbrio às soluções de sais. Produto de Solubilidade: predizer a solubilidade de um sal.
  29. 29. Efeito do Íon comum • Usa Princípio de Le Chatelier para precipitar íon de sal pouco solúvel. • Adição de um 2o. Sal (ou ácido) fornece íons (comuns) da solução. • Solubilidade do sal origina diminui e ele precipita.
  30. 30. Efeito do Íon comum • Qps < Kps : Sal dissolve. • Qps = Kps : Equilíbrio. •Qps > Kps : Sal precipita.

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