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Prof. Nunes



    Universidade Federal do Ceará
    Centro de Ciências
    Departamento de Química Orgânica e Inorgânica
    Química Geral e Orgânica




      Equilíbrio Químico


                                                    Prof. Dr. José Nunes da Silva Jr.
                                                                   nunes.ufc@gmail.com
1                                                                                DQOI - UFC
Conceitos Básicos
                                                                       Prof. Nunes




    A maioria das reações químicas nunca terminam. Ou seja, quando os
                                           terminam
    reagentes são misturados em quantidades estequiométricas, eles não são
    totalmente convertidos em produtos.


    Reações que não vão para a conclusão e que podem ocorrer em qualquer
    direção são chamadas de reações reversíveis as quais podem ser
                                            reversíveis,
    representadas em termos gerais da seguinte forma:




                            indica reversibilidade


    Quando A e B reagem para formar C e D na mesma proporção em que
    C e D reagem para formar A e B, o sistema está em equilíbrio
                                                      equilíbrio.


2                                                                     DQOI - UFC
Conceitos Básicos
                                                                             Prof. Nunes




    Equilíbrio Químico existe quando         duas   reações    opostas   ocorrem
    simultaneamente, a mesma velocidade.

    Equilíbrios químicos são equilíbrios dinâmicos, isto é, moléculas individuais
    estão continuamente reagindo, mesmo que a composição global da mistura da
    reação não se altere.




3                                                                            DQOI - UFC
Equilíbrio Químico
                                                                             Prof. Nunes




      No equilíbrio Químico a reação nunca para, mesmo quando as concentrações
      permanecem constantes.


      Realizou-
      Realizou-se o seguinte experimento:
                             experimento:

        3 H2(g) + N2(g)        2 NH3(g)

        3 D2(g) + N2(g)        2 ND3(g)




    Misturou-
    Misturou-se o conteúdo dos 2 frascos.
                                 frascos.
                                               A troca de átomos de H e D
                                               nas moléculas deve resultar
        NH3 + NDH2 + ND2H + ND3
                                               de uma continuação de
                H2 + HD + D2                   reações diretas e reversas
                                               na mistura.
4                                                                            DQOI - UFC
Equilíbrio Químico
                                                  Prof. Nunes




    Exp.
    Exp. 1
                    conc. Inicial
              ∆ devido a reação
             conc. no equilíbrio




    Exp.
    Exp. 2          conc. Inicial
              ∆ devido a reação
             conc. no equilíbrio




5                                                 DQOI - UFC
Equilíbrio Químico
                         Prof. Nunes




6                        DQOI - UFC
Constante de Equilíbrio, Kc
                                  Prof. Nunes




                   1
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        1




       2




7                                 DQOI - UFC
Constante de Equilíbrio, Kc
                                                                  Prof. Nunes




    Generalizando:
    Generalizando:



    No equilíbrio, as velocidades diretas e inversas são iguais




8                                                                 DQOI - UFC
Constante de Equilíbrio, Kc
                                                                         Prof. Nunes




    A constante de equilíbrio, Kc, é definida como o produto das
                                    Kc
    concentrações (moles por litro) dos produtos elevadas à potência que
    corresponde a seu coeficiente na equação balanceada, dividido pelo
    produto das concentrações de reagentes, cada um elevado à potência que
    corresponde ao seu coeficiente na equação balanceada.


    A magnitude do Kc é uma medida da extensão em que a reação ocorre.
    Para qualquer equação química balanceada, o valor de Kc:
                                      balanceada         Kc
     1) é constante a uma dada temperatura;
                                temperatura;
     2) varia se a temperatura varia;
                               varia;
     3) não depende da concentração inicial
                                       inicial.
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Constante de Equilíbrio x Temperatura
                                             Prof. Nunes




10                                           DQOI - UFC
Constante de Equilíbrio, Kc
                                   Prof. Nunes




11                                 DQOI - UFC
Exercitando
                                                                                Prof. Nunes




     Nitrogênio e hidrogênio são colocados em um recipiente vazio de 5,00 litros a
     500 °C. Quando o equilíbrio é estabelecido, 3,01 mol de N2, 2,10 mol de H2 e
     0,565 mol de NH3 estão presentes. Calcular Kc para a seguinte reação a 500 °C.



     Solução:




12                                                                              DQOI - UFC
Exercitando
                                                                            Prof. Nunes




     Colocamos 10,0 moles de N2O em um recipiente de 2,00 L, a       uma dada
     temperatura, onde ele se decompõe conforme a reação:



     No equilíbrio, 2,20 moles de N2O permanecem. Calcular o valor de Kc para a
     reação.
     reação




13                                                                          DQOI - UFC
Exercitando
                                     Prof. Nunes




     Solução:




            0


            reagiram




14                                   DQOI - UFC
Variações de Kc com a Equação Balanceada
                                                Prof. Nunes




15                                              DQOI - UFC
Variações de Kc com a Equação Balanceada
                                                                       Prof. Nunes




     Escreva a expressão para, e calcule o valor numérico da constante de
                                                     numérico,
     equilíbrio para cada uma das seguintes equações à mesma temperatura.




     Solução:




16                                                                     DQOI - UFC
Variações de Kc com a Equação Balanceada
                                                                       Prof. Nunes




     Escreva a expressão para, e calcule o valor numérico da constante de
                                                     numérico,
     equilíbrio para cada uma das seguintes equações à mesma temperatura.




     Solução:




17                                                                     DQOI - UFC
Variações de Kc com a Equação Balanceada
                                                                           Prof. Nunes




     Se uma equação química puder ser expressa como a soma de duas ou mais
     equações químicas, a constante de equilíbrio para a reação global será o
     produto das constantes de equilíbrio para as reações componentes
                                                          componentes.




                      2 P + 3Cl2         2 PCl3        Kc1

                      PCl3 + Cl2         PCl5           Kc2

                     2 P + 5Cl2          2 PCl5         Kc = Kc1 x Kc2




18                                                                        DQOI - UFC
Quociente da Reação, Q
                                                                              Prof. Nunes




     Q < K As concentrações dos reagentes no instante de análise são mais
           altas que no equilíbrio, e a reação tem a tendência a seguir na
                        equilíbrio
           direção dos produtos.
                       produtos


     Q > K As concentrações dos produtos no instante de análise são mais altas
           do que no equilíbrio, e a reação tem a tendência a seguir na direção
                     equilíbrio,
           dos reagentes.
               reagentes


     Q = K A mistura tem sua composição de equilíbrio, e não tem nenhuma
                                           equilíbrio
            tendência a mudar em qualquer direção.
19                                                                            DQOI - UFC
Quociente da Reação, Q
                              Prof. Nunes




20                            DQOI - UFC
Exercitando
                                                                                Prof. Nunes




     Para a reação a seguir, calcule o valor de Q e compare-o com o valor conhecido
     de Kc (65,0) para prever a direção da reação que leva ao equilíbrio.
            65,



     Em um dado instante, as concentrações das espécies foram determinadas:
                                                              determinadas:




     Solução:
                                                       < 65




21                                                                              DQOI - UFC
Exercitando
                                                                              Prof. Nunes




     A equação para a seguinte reação e o valor de Kc a uma dada temperatura são
     dados. Uma mistura em equilíbrio em um recipiente de 1,00 litro contém 0,25
     moles de PCl5 e 0,16 moles de PCl3. Qual a concentração de equilíbrio de Cl2
     deve estar presente?




     Solução:




22                                                                            DQOI - UFC
Exercitando
                                                                                Prof. Nunes




     Para a seguinte reação, Kc = 49,0 a uma dada temperatura. Se 0,400 moles de A
                                  49,
     e de B são colocados em um recipiente de 2,00 litros a essa mesma temperatura,
     quais serão as concentrações de todas as espécies no equilíbrio
                                                            equilíbrio?



     Solução:

     Calculando as concentrações iniciais:




23                                                                              DQOI - UFC
Exercitando
                   Prof. Nunes




24                 DQOI - UFC
Exercitando
                                     Prof. Nunes




     Conferindo.....




25                                   DQOI - UFC
Fatores que Alteram o Equilíbrio
                                                                                  Prof. Nunes




       Uma vez que uma reação atingiu o equilíbrio, ela
       permanece em equilíbrio até que seja perturbada por
       alguma mudança de condições.


       O princípio orientador é conhecido como Princípio de
       LeChatelier .


     Se uma alteração das condições (stress) é aplicada a um sistema em equilíbrio,
     o sistema se deslocará na direção em que reduzirá o stress, e um novo
                                                                stress,
     estado de equilíbrio será atingido.
                               atingido.




26                                                                                DQOI - UFC
Fatores que Alteram o Equilíbrio
                                                                             Prof. Nunes




     Três tipos de mudanças pode perturbar o equilíbrio de uma reação.

     1) Mudanças na concentração
     2) Mudanças na pressão ou volume (para as reações que envolvem gases)
     3) Mudanças na temperatura




27                                                                           DQOI - UFC
Mudanças na Concentração
                                                                        Prof. Nunes




     A adição ou remoção de reagentes ou produtos altera o valor de Q, mas
     não altera o valor de Kc.
                           Kc




                                + HCl




28                                                                      DQOI - UFC
Mudanças na Concentração
                                                                        Prof. Nunes




     A adição ou remoção de reagentes ou produtos altera o valor de Q, mas
     não altera o valor de Kc.
                           Kc




                                  + AgNO3
                       Cl-(aq) + Ag+(aq) ---> AgCl(s)
                           aq)       aq) ---




29                                                                      DQOI - UFC
30
Mudanças na Concentração
                                                 Prof. Nunes




      PbCl2(aq) + S2-(aq)   PbS(s) + 2 Cl-(aq)




31                                               DQOI - UFC
32
Mudanças no Volume e na Pressão
                                                                          Prof. Nunes




     Todavia, mudanças na pressão causam mudanças significativas na
     concentrações de gases
                      gases.




     Tais mudanças, portanto, afetar o valor de Q para as reações
     em que o número de moles de reagentes gasosos difere do número de moles
     de produtos gasosos
                 gasosos.

33                                                                        DQOI - UFC
Mudanças no Volume e na Pressão
                                       Prof. Nunes




      V   P




          V   P    não se altera




34                                     DQOI - UFC
Mudanças na Temperatura
                                                                 Prof. Nunes




     Considere a seguinte reação exotérmica em equilíbrio:




                                             calor


                                     aumento de temperatura




                                              calor


                                     diminuição de temperatura




35                                                               DQOI - UFC
Mudanças na Temperatura
                                                          Prof. Nunes




     diminuição de temperatura   aumento de temperatura


36                                                        DQOI - UFC
Mudanças na Temperatura
                               Prof. Nunes




37                             DQOI - UFC
Mudanças na Temperatura
                                                                          Prof. Nunes




     Considere a seguinte reação endotérmica em equilíbrio:



                                        + calor




                     aumento de temperatura   diminuição de temperatura

38                                                                        DQOI - UFC
Processo Haber – Aplicação Prática
                                                                                 Prof. Nunes




     O processo Haber é de grande de importância industrial e econômica. Nele,
     o N2 atmosférico é convertido em amônia, NH3, matéria prima para
     inúmeros corantes​​, plásticos, explosivos, fertilizantes e fibras sintéticas.




     Neste processo, o reação entre N2 e H2 para produzir NH3 nunca atinge o
     equilíbrio, mas se move em direção a ele.




39                                                                              DQOI - UFC
Processo Haber – Aplicação Prática
                                          Prof. Nunes




            500-
            500-1000
              atm




             250 oC




40                                        DQOI - UFC
Processo Haber – Aplicação Prática
                                          Prof. Nunes




41                                        DQOI - UFC
Pressões Parciais e Constantes de Equilíbrio
                                                                           Prof. Nunes




     Muitas vezes, é mais      conveniente   medir   pressões   em   vez   de
     concentrações de gases.




     Para uma reação genérica portanto:
                     genérica,




     Para o processo Haber
                     Haber:




42                                                                         DQOI - UFC
Exercitando
                                                                         Prof. Nunes




     Em uma mistura em equilíbrio na 500 °C, encontramos PNH3 = ​0,147 atm,
     PN2 = 6,00 atm, e PH2 = 3,70 atm.

     Calcule a KP 500 °C para a reação:




43                                                                       DQOI - UFC
Relação entre Kc e Kp
                             Prof. Nunes




44                           DQOI - UFC
Exercitando
                                                                           Prof. Nunes




     Vimos que para a reação de amônia a 500 °C, Kc = 0,286 Podemos descrever
                                                         286.
     este equilíbrio em termos de pressões parciais usando Kp.
                                                           Kp




45                                                                         DQOI - UFC
Exercício
                                                                                 Prof. Nunes




     Adicionaram-se 10,0 gramas de SbCl5 a um recipiente de 5,00 litros a 448 °C e
     permitiu-se que a reação atingisse o equilíbrio. Quantos gramas de SbCl5 estão
     presentes no equilíbrio?

     Resolver este problema:
                     problema:
     (a) com Kc e concentrações molares e
     (b) utilizando Kp e pressões parciais.


     Solução a)




46                                                                               DQOI - UFC
Exercício
                 Prof. Nunes




47               DQOI - UFC
Exercício
                              Prof. Nunes




     Solução b)




48                            DQOI - UFC
Exercício
                              Prof. Nunes




     Solução b)




49                            DQOI - UFC
Perturbações x Efeitos
                                                                                                     Prof. Nunes




     Perturbação     Alteração quando o sistema     Efeito sobre o equilíbrio      Efeito sobre Kc
                         reacional retorna ao
                              equilíbrio


                     parte do reagente adicionado
+ reagente                                                                      não há alteração
                     é consumido

                     parte do produto                                           não há alteração
+ produto
                     adicionado é consumido

redução do volume    pressão aumenta                     menor # moléculas      não há alteração

expansão do volume   pressão diminui                     maior # moléculas      não há alteração

elevação da T        consumo de energia                  endotérmico            há alteração

diminuição da T      liberação de energia                exotérmico             há alteração




                                                                                                     DQOI - UFC
Equilíbrio Heterogêneo
                                                                             Prof. Nunes




     Heterogêneos equilíbrios envolvem espécies em mais de um fase
                                                              fase.


     Considere a seguinte reação reversível a 25 °C.




     Quando o equilíbrio é estabelecido para este sistema, um sólido um líquido
                                                              sólido,
     e um gás estão presentes.

             Nem sólidos nem líquidos são significativamente afetados por
             mudanças de pressão
                         pressão.




51                                                                           DQOI - UFC
Equilíbrio Heterogêneo
                                                                              Prof. Nunes




      A definição fundamental da constante de equilíbrio em termodinâmica é em
      termos de atividades das substâncias envolvidas.

              para qualquer líquido ou sólido puro, a atividade é tomada como 1,
                                              puro,
              então termos que para líquidos e sólidos puros não aparecem nas
              expressões para Kc de heterogêneos equilíbrios.
                                                    equilíbrios.


     Assim, para a reação:
                   reação:




     Estas expressões de constante de equilíbrio indicam que
     existe equilíbrio a uma dada temperatura por uma, e
     somente uma, concentração e uma pressão parcial de
     oxigênio em contato com mercúrio líquido e óxido de
     mercúrio (II) sólido .

52                                                                           DQOI - UFC
Exercitando
                                                                     Prof. Nunes




     Escrever tanto Kc e Kp para as seguintes reações reversíveis:




53                                                                   DQOI - UFC
Exercício
                                                                               Prof. Nunes




     O valor de Kp é de 27 para a decomposição térmica do clorato de potássio em
     uma dada alta temperatura. Qual é a pressão parcial de oxigênio em um
     recipiente fechado no qual o seguinte sistema está em equilíbrio nesta mesma
     temperatura?




     Solução:
     Solução:




54                                                                             DQOI - UFC

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Equilíbrio Químico

  • 1. Prof. Nunes Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Departamento de Química Orgânica e Inorgânica Química Geral e Orgânica Equilíbrio Químico Prof. Dr. José Nunes da Silva Jr. nunes.ufc@gmail.com 1 DQOI - UFC
  • 2. Conceitos Básicos Prof. Nunes A maioria das reações químicas nunca terminam. Ou seja, quando os terminam reagentes são misturados em quantidades estequiométricas, eles não são totalmente convertidos em produtos. Reações que não vão para a conclusão e que podem ocorrer em qualquer direção são chamadas de reações reversíveis as quais podem ser reversíveis, representadas em termos gerais da seguinte forma: indica reversibilidade Quando A e B reagem para formar C e D na mesma proporção em que C e D reagem para formar A e B, o sistema está em equilíbrio equilíbrio. 2 DQOI - UFC
  • 3. Conceitos Básicos Prof. Nunes Equilíbrio Químico existe quando duas reações opostas ocorrem simultaneamente, a mesma velocidade. Equilíbrios químicos são equilíbrios dinâmicos, isto é, moléculas individuais estão continuamente reagindo, mesmo que a composição global da mistura da reação não se altere. 3 DQOI - UFC
  • 4. Equilíbrio Químico Prof. Nunes No equilíbrio Químico a reação nunca para, mesmo quando as concentrações permanecem constantes. Realizou- Realizou-se o seguinte experimento: experimento: 3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g) 3 D2(g) + N2(g) 2 ND3(g) Misturou- Misturou-se o conteúdo dos 2 frascos. frascos. A troca de átomos de H e D nas moléculas deve resultar NH3 + NDH2 + ND2H + ND3 de uma continuação de H2 + HD + D2 reações diretas e reversas na mistura. 4 DQOI - UFC
  • 5. Equilíbrio Químico Prof. Nunes Exp. Exp. 1 conc. Inicial ∆ devido a reação conc. no equilíbrio Exp. Exp. 2 conc. Inicial ∆ devido a reação conc. no equilíbrio 5 DQOI - UFC
  • 6. Equilíbrio Químico Prof. Nunes 6 DQOI - UFC
  • 7. Constante de Equilíbrio, Kc Prof. Nunes 1 2 1 2 7 DQOI - UFC
  • 8. Constante de Equilíbrio, Kc Prof. Nunes Generalizando: Generalizando: No equilíbrio, as velocidades diretas e inversas são iguais 8 DQOI - UFC
  • 9. Constante de Equilíbrio, Kc Prof. Nunes A constante de equilíbrio, Kc, é definida como o produto das Kc concentrações (moles por litro) dos produtos elevadas à potência que corresponde a seu coeficiente na equação balanceada, dividido pelo produto das concentrações de reagentes, cada um elevado à potência que corresponde ao seu coeficiente na equação balanceada. A magnitude do Kc é uma medida da extensão em que a reação ocorre. Para qualquer equação química balanceada, o valor de Kc: balanceada Kc 1) é constante a uma dada temperatura; temperatura; 2) varia se a temperatura varia; varia; 3) não depende da concentração inicial inicial. 9 DQOI - UFC
  • 10. Constante de Equilíbrio x Temperatura Prof. Nunes 10 DQOI - UFC
  • 11. Constante de Equilíbrio, Kc Prof. Nunes 11 DQOI - UFC
  • 12. Exercitando Prof. Nunes Nitrogênio e hidrogênio são colocados em um recipiente vazio de 5,00 litros a 500 °C. Quando o equilíbrio é estabelecido, 3,01 mol de N2, 2,10 mol de H2 e 0,565 mol de NH3 estão presentes. Calcular Kc para a seguinte reação a 500 °C. Solução: 12 DQOI - UFC
  • 13. Exercitando Prof. Nunes Colocamos 10,0 moles de N2O em um recipiente de 2,00 L, a uma dada temperatura, onde ele se decompõe conforme a reação: No equilíbrio, 2,20 moles de N2O permanecem. Calcular o valor de Kc para a reação. reação 13 DQOI - UFC
  • 14. Exercitando Prof. Nunes Solução: 0 reagiram 14 DQOI - UFC
  • 15. Variações de Kc com a Equação Balanceada Prof. Nunes 15 DQOI - UFC
  • 16. Variações de Kc com a Equação Balanceada Prof. Nunes Escreva a expressão para, e calcule o valor numérico da constante de numérico, equilíbrio para cada uma das seguintes equações à mesma temperatura. Solução: 16 DQOI - UFC
  • 17. Variações de Kc com a Equação Balanceada Prof. Nunes Escreva a expressão para, e calcule o valor numérico da constante de numérico, equilíbrio para cada uma das seguintes equações à mesma temperatura. Solução: 17 DQOI - UFC
  • 18. Variações de Kc com a Equação Balanceada Prof. Nunes Se uma equação química puder ser expressa como a soma de duas ou mais equações químicas, a constante de equilíbrio para a reação global será o produto das constantes de equilíbrio para as reações componentes componentes. 2 P + 3Cl2 2 PCl3 Kc1 PCl3 + Cl2 PCl5 Kc2 2 P + 5Cl2 2 PCl5 Kc = Kc1 x Kc2 18 DQOI - UFC
  • 19. Quociente da Reação, Q Prof. Nunes Q < K As concentrações dos reagentes no instante de análise são mais altas que no equilíbrio, e a reação tem a tendência a seguir na equilíbrio direção dos produtos. produtos Q > K As concentrações dos produtos no instante de análise são mais altas do que no equilíbrio, e a reação tem a tendência a seguir na direção equilíbrio, dos reagentes. reagentes Q = K A mistura tem sua composição de equilíbrio, e não tem nenhuma equilíbrio tendência a mudar em qualquer direção. 19 DQOI - UFC
  • 20. Quociente da Reação, Q Prof. Nunes 20 DQOI - UFC
  • 21. Exercitando Prof. Nunes Para a reação a seguir, calcule o valor de Q e compare-o com o valor conhecido de Kc (65,0) para prever a direção da reação que leva ao equilíbrio. 65, Em um dado instante, as concentrações das espécies foram determinadas: determinadas: Solução: < 65 21 DQOI - UFC
  • 22. Exercitando Prof. Nunes A equação para a seguinte reação e o valor de Kc a uma dada temperatura são dados. Uma mistura em equilíbrio em um recipiente de 1,00 litro contém 0,25 moles de PCl5 e 0,16 moles de PCl3. Qual a concentração de equilíbrio de Cl2 deve estar presente? Solução: 22 DQOI - UFC
  • 23. Exercitando Prof. Nunes Para a seguinte reação, Kc = 49,0 a uma dada temperatura. Se 0,400 moles de A 49, e de B são colocados em um recipiente de 2,00 litros a essa mesma temperatura, quais serão as concentrações de todas as espécies no equilíbrio equilíbrio? Solução: Calculando as concentrações iniciais: 23 DQOI - UFC
  • 24. Exercitando Prof. Nunes 24 DQOI - UFC
  • 25. Exercitando Prof. Nunes Conferindo..... 25 DQOI - UFC
  • 26. Fatores que Alteram o Equilíbrio Prof. Nunes Uma vez que uma reação atingiu o equilíbrio, ela permanece em equilíbrio até que seja perturbada por alguma mudança de condições. O princípio orientador é conhecido como Princípio de LeChatelier . Se uma alteração das condições (stress) é aplicada a um sistema em equilíbrio, o sistema se deslocará na direção em que reduzirá o stress, e um novo stress, estado de equilíbrio será atingido. atingido. 26 DQOI - UFC
  • 27. Fatores que Alteram o Equilíbrio Prof. Nunes Três tipos de mudanças pode perturbar o equilíbrio de uma reação. 1) Mudanças na concentração 2) Mudanças na pressão ou volume (para as reações que envolvem gases) 3) Mudanças na temperatura 27 DQOI - UFC
  • 28. Mudanças na Concentração Prof. Nunes A adição ou remoção de reagentes ou produtos altera o valor de Q, mas não altera o valor de Kc. Kc + HCl 28 DQOI - UFC
  • 29. Mudanças na Concentração Prof. Nunes A adição ou remoção de reagentes ou produtos altera o valor de Q, mas não altera o valor de Kc. Kc + AgNO3 Cl-(aq) + Ag+(aq) ---> AgCl(s) aq) aq) --- 29 DQOI - UFC
  • 30. 30
  • 31. Mudanças na Concentração Prof. Nunes PbCl2(aq) + S2-(aq) PbS(s) + 2 Cl-(aq) 31 DQOI - UFC
  • 32. 32
  • 33. Mudanças no Volume e na Pressão Prof. Nunes Todavia, mudanças na pressão causam mudanças significativas na concentrações de gases gases. Tais mudanças, portanto, afetar o valor de Q para as reações em que o número de moles de reagentes gasosos difere do número de moles de produtos gasosos gasosos. 33 DQOI - UFC
  • 34. Mudanças no Volume e na Pressão Prof. Nunes V P V P não se altera 34 DQOI - UFC
  • 35. Mudanças na Temperatura Prof. Nunes Considere a seguinte reação exotérmica em equilíbrio: calor aumento de temperatura calor diminuição de temperatura 35 DQOI - UFC
  • 36. Mudanças na Temperatura Prof. Nunes diminuição de temperatura aumento de temperatura 36 DQOI - UFC
  • 37. Mudanças na Temperatura Prof. Nunes 37 DQOI - UFC
  • 38. Mudanças na Temperatura Prof. Nunes Considere a seguinte reação endotérmica em equilíbrio: + calor aumento de temperatura diminuição de temperatura 38 DQOI - UFC
  • 39. Processo Haber – Aplicação Prática Prof. Nunes O processo Haber é de grande de importância industrial e econômica. Nele, o N2 atmosférico é convertido em amônia, NH3, matéria prima para inúmeros corantes​​, plásticos, explosivos, fertilizantes e fibras sintéticas. Neste processo, o reação entre N2 e H2 para produzir NH3 nunca atinge o equilíbrio, mas se move em direção a ele. 39 DQOI - UFC
  • 40. Processo Haber – Aplicação Prática Prof. Nunes 500- 500-1000 atm 250 oC 40 DQOI - UFC
  • 41. Processo Haber – Aplicação Prática Prof. Nunes 41 DQOI - UFC
  • 42. Pressões Parciais e Constantes de Equilíbrio Prof. Nunes Muitas vezes, é mais conveniente medir pressões em vez de concentrações de gases. Para uma reação genérica portanto: genérica, Para o processo Haber Haber: 42 DQOI - UFC
  • 43. Exercitando Prof. Nunes Em uma mistura em equilíbrio na 500 °C, encontramos PNH3 = ​0,147 atm, PN2 = 6,00 atm, e PH2 = 3,70 atm. Calcule a KP 500 °C para a reação: 43 DQOI - UFC
  • 44. Relação entre Kc e Kp Prof. Nunes 44 DQOI - UFC
  • 45. Exercitando Prof. Nunes Vimos que para a reação de amônia a 500 °C, Kc = 0,286 Podemos descrever 286. este equilíbrio em termos de pressões parciais usando Kp. Kp 45 DQOI - UFC
  • 46. Exercício Prof. Nunes Adicionaram-se 10,0 gramas de SbCl5 a um recipiente de 5,00 litros a 448 °C e permitiu-se que a reação atingisse o equilíbrio. Quantos gramas de SbCl5 estão presentes no equilíbrio? Resolver este problema: problema: (a) com Kc e concentrações molares e (b) utilizando Kp e pressões parciais. Solução a) 46 DQOI - UFC
  • 47. Exercício Prof. Nunes 47 DQOI - UFC
  • 48. Exercício Prof. Nunes Solução b) 48 DQOI - UFC
  • 49. Exercício Prof. Nunes Solução b) 49 DQOI - UFC
  • 50. Perturbações x Efeitos Prof. Nunes Perturbação Alteração quando o sistema Efeito sobre o equilíbrio Efeito sobre Kc reacional retorna ao equilíbrio parte do reagente adicionado + reagente não há alteração é consumido parte do produto não há alteração + produto adicionado é consumido redução do volume pressão aumenta menor # moléculas não há alteração expansão do volume pressão diminui maior # moléculas não há alteração elevação da T consumo de energia endotérmico há alteração diminuição da T liberação de energia exotérmico há alteração DQOI - UFC
  • 51. Equilíbrio Heterogêneo Prof. Nunes Heterogêneos equilíbrios envolvem espécies em mais de um fase fase. Considere a seguinte reação reversível a 25 °C. Quando o equilíbrio é estabelecido para este sistema, um sólido um líquido sólido, e um gás estão presentes. Nem sólidos nem líquidos são significativamente afetados por mudanças de pressão pressão. 51 DQOI - UFC
  • 52. Equilíbrio Heterogêneo Prof. Nunes A definição fundamental da constante de equilíbrio em termodinâmica é em termos de atividades das substâncias envolvidas. para qualquer líquido ou sólido puro, a atividade é tomada como 1, puro, então termos que para líquidos e sólidos puros não aparecem nas expressões para Kc de heterogêneos equilíbrios. equilíbrios. Assim, para a reação: reação: Estas expressões de constante de equilíbrio indicam que existe equilíbrio a uma dada temperatura por uma, e somente uma, concentração e uma pressão parcial de oxigênio em contato com mercúrio líquido e óxido de mercúrio (II) sólido . 52 DQOI - UFC
  • 53. Exercitando Prof. Nunes Escrever tanto Kc e Kp para as seguintes reações reversíveis: 53 DQOI - UFC
  • 54. Exercício Prof. Nunes O valor de Kp é de 27 para a decomposição térmica do clorato de potássio em uma dada alta temperatura. Qual é a pressão parcial de oxigênio em um recipiente fechado no qual o seguinte sistema está em equilíbrio nesta mesma temperatura? Solução: Solução: 54 DQOI - UFC