equlibrio quimico

1. Equilíbrio Químico
EQUILÍBRIO QUÍMICO

2. REAÇÕES OU PROCESSOS REVERSÍVEIS
 São reações ou processos que reagentes e produtos são
consumidos e produzidos ao mesmo tempo. Os reagentes
e produtos destas reações são separados por uma dupla
seta.
 A reação que ocorre da esquerda para a direita chama-se
REAÇÃO DIRETA.
 A reação que ocorre da direita para a esquerda chama-se
REAÇÃO INVERSA.

3. CARACTERÍSTICAS DO EQUILÍBRIO
 Considerando a reação reversível:
 À medida que ocorre a reação direta, as concentrações
molares de A e de B diminuem (A e B são consumidos), ao
passo que as concentrações molares de C e de D
aumentam (C e D são formados). Aplicando às reações
direta e inversa a lei de velocidades, conclui-se que, com o
passar do tempo, a velocidade da reação direta diminui
enquanto que a velocidade da reação inversa aumenta

4.  Após um tempo t, as velocidades das reações direta e
inversa se igualam. Diz-se, então que a reação atingiu um
estado de equilíbrio dinâmico, o equilíbrio químico.

5. ESTUDO GRÁFICO DO EQUILÍBRIO
DINÂMICO
No instante inicial, t₀, a
taxa de
desenvolvimento da
reação direta Td direta , é
máxima, pois as
concentrações de H₂(g)
e de I₂(g) são maximo
A medida que [H₂] e [I₂] diminuem,
Tddireta diminui
H₂(g) + I₂(g) 2 HI(g)
Td direta= Td
inversa
2HI(g) H₂(g) + I₂(g)
A medida que [HI] aumenta,
Tdinversa aumenta

6. ESTUDO GRÁFICO DO EQUILÍBRIO
DINÂMICO
No instante inicial, t₀, a
taxa de
desenvolvimento da
reação inversa Td inversa ,
é nula, pois as
concentrações de Hi(g)
é nula.
A medida que [H₂] e [I₂] diminuem,
Tddireta diminui
H₂(g) + I₂(g) 2 HI(g)
Td direta= Td
inversa
2HI(g) H₂(g) + I₂(g)
A medida que [HI] aumenta,
Tdinversa aumenta

7. Observação importante
 O equilíbrio químico só pode ser atingido em sistema
fechados ( onde não há troca de matéria co o meio
ambiente).
 Em sistema fechado, toda reação química é reversível ,
maior ou menor grau.
 As propriedades macroscópicas de um sistema em
equilíbrio químico, como concentração, densidade, massa
e cor, permanecem constantes.

8.  As propriedades microscopias de um sistema em
equilíbrio químico, como colisão entre partículas,
formação de complexo ativado e transformação de uma
substância em outra, permanecem em evolução, pois o
equilíbrio químico é dinâmico.

9.  O equilíbrio químico de uma reação só se manterá
estável enquanto o sistema em reação for mantido
isolado (sem trocar matéria ou energia com o meio
ambiente). Se houver troca de energia ( variação de
temperatura), o sistema irá se ajustar a um novo estado
de equilíbrio, e as propriedades macroscópicas desse
sistema sofrerão alguma variação ate se estabilizarem
novamente.

10.  A adição de um catalisador em um sistema em equilíbrio
químico aumenta igualmente as taxas de desenvolvimento
das reações direta e inversa, sem favorecer nenhuma das
reações.

11.  Existem três tipos de gráficos que podem ser usados para
representar o equilíbrio químico de acordo com a
concentração das espécies envolvidas.
 (1) quando as concentrações dos reagentes e dos
produtos são iguais;
 (2) quando a concentração dos reagentes é
inferior à dos produtos;
 (3) quando a concentração dos reagentes é
superior à dos produtos.

12.  1) Quando as concentrações dos reagentes e dos
produtos são iguais:
Nesse caso, o equilíbrio não está deslocado para nenhum
lado, a intensidade de ambas as reações é a mesma:

13.  (2) Quando a concentração dos reagentes é
inferior à dos produtos:
 Nesse caso, já que a concentração dos produtos está
maior, isto quer dizer que a reação está deslocada para a
direita, porque a reação direta (com formação dos
produtos) ocorre com maior intensidade.

15.  (3) Quando a concentração dos reagentes é
superior à dos produtos:
 Agora ocorre o inverso do caso anterior, o sentido do
equilíbrio químico está deslocado para a esquerda, sendo
que a reação inversa, com formação dos reagentes,
ocorre com maior intensidade e, em virtude disso, a
concentração dos reagentes é maior.

17.  O equilíbrio químico fica caracterizado quando as taxas
de desenvolvimento das reações direta e inversa
se igualam.
 As concentrações de reagentes e produto, no entanto,
dificilmente são iguais num sistema em equilíbrio.

18.  Desse modo, é comum dizermos que determinado
equilíbrio “tendo para a direita”, no sentido da reação
direta, ou “tende para a esquerda”, no sentido da reação
inversa.

19.  Para sabermos, quantitativamente, se uma reação na qual
se estabelece um equilíbrio molecular tende para a
formação de produtos ou para a formação de reagentes,
definimos uma constante de equilíbrio, K.
 A constante K pode ser calculada em termos de
concentração em quantidade de matéria, Kc, ou em
termos de pressão parcial, Kp, conforme o estado de
agregação das substancias participantes.

20. Constante de Equilíbrio
 Conforme dito no texto “Lei da Velocidade para uma
Reação”, a velocidade de uma reação é diretamente
proporcional às concentrações dos reagentes, conforme
mostrado no caso genérico a seguir:
aA + bB cC + Dd
→
v = k . [A]α
.[B]β
Onde: v = velocidade da reação;
k = constante característica de cada reação;
e = expoentes que são determinadose
α β
xperimentalmente.

21.  No entanto, se essa for uma reação elementar, isto é,
somente com uma etapa, podemos escrever essa
expressão da seguinte forma:
v =k . [A]a
.[B]b
 Isso significa que os coeficientes serão os respectivos
expoentes na expressão.

22.  Mas se estivermos lidando com uma reação
reversível, que em um determinado momento se
encontra em equilíbrio químico, então poderemos
realizar a expressão da velocidade tanto para a reação
direta, com o para a inversa:
 Onde:Vd = velocidade da reação direta;
 Vi = velocidade da reação inversa.

23.  Visto que a reação está em equilíbrio, a velocidade com
que a reação direta se processa ou a sua taxa de
desenvolvimento é exatamente igual à da reação inversa,
logo:
Vd =Vi
k1 [A]a
.[B]b
= k2 [C]c
.[D]d
k1 = k2 [C]c
.[D]d
[A]a
.[B]b
k1 = [C]c
.[D]d
k2 [A]a
.[B]b

24.  Toda constante dividida por outra constante dá uma
constante, assim a relação k1/k2dá origem a uma
constante que pode ser representada por Kc ou Ke, que é
a constante de equilíbrio:
Produtos
Reagentes

25.  Há um ponto importante que devemos observar:
somente fazem parte dessa expressão as concentrações
em quantidade de matéria que podem sofrer variação
como em sistemas gasosos e em soluções líquidas.
 Visto que a concentração em quantidade de matéria de
uma substância no estado sólido é constante, seu valor já
está incluso no próprio valor de Kc e, portanto, não é
preciso escrevê-lo na expressão.

27.  Observe as reações abaixo e suas constantes de
equilíbrio:

28.  Observe que no 1º e no 2º casos todas as substâncias
foram escritas na expressão da constante de equilíbrio,
pois estão no estado gasoso ou aquoso, o que significa
que estão sujeitas a variação. Já nos dois últimos
exemplos, as substâncias que estão no estado sólido não
foram transcritas na expressão.

31. 3.ubstitua as concentrações na fórmula do Kc​
:
Kc=[NH3]2[N2][H2]3
Kc=[0,5]2[0,2][0,6]3
4.Calcule o valor de Kc:
Kc=0,250.04×0,216 → Kc=0,250,00864 → Kc=28,93

32.  Constante do equilíbrio químico em termos de
concentração em quantidade de matéria (Kc) e em
termos de pressão parcial (Kp) será dada pela divisão do
Kdireto pelo Kinverso.
Kp =__(pC)c
. (pD)d
___
(pA)a
. (pB)b

34. Exercício
1-Escreva as expressões para as constantes de equilíbrio
para as seguintes reações :
1) CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(l)
2) 3H2(g) + N2(g) = 2NH3(g)
3) 2NO2(g) = 2NO(g) + O2(g)
4) AgCl(s) = Ag+
(aq) + Cl-
(aq)

35. 2-(PUC-RS) É dada a seguinte expressão da constante de equilíbrio
em termos de concentração de produtos e reagentes:
Kc= [NO]² · [ O₂]
[NO₂]²
A equação química que pode ser representada por essa
expressão é:
a) 2 NO2(g) 2 NO
⇆ (g) + O2(g)
b) 2 NO(g) + O2(g) 2 NO
⇆ 2(g)
c) NO2(g) 2 NO
⇆ (g) + O2(g)
d) 2 NO2(g) NO
⇆ (g) + O(g)
e) NO(g) + O2(g) 2 NO
⇆ 2(g)

36. Interpretando o valor de Kc e de Kp
 Valor alto de Kc ou de Kp
Indica que a quantidade de produto é alta em relação à
quantidade de reagentes. Concluímos então que o
equilíbrio tende para a direita, ou seja no sentido de
formação dos produtos.
Kc alto ou Kp alto: a reação tende para o sentido dos
produtos.

37.  Valor baixo de Kc ou Kp
Indica que a quantidade de reagentes é alta em relação à
quantidade de produtos. Nesse caso, concluímos que o
equilíbrio tende pra a esquerda, ou seja, no sentido de
formação dos reagentes.
Kc baixo ou Kp baixo: a reação tende para o sentido dos
reagentes.

38.  Valor de Kc ou Kp igual a 1
A certa temperatura, concluímos que, nessa temperatura,
a concentração em quantidade de matéria ou pressão
parcial de reagentes e produtos é a mesma ( uma situação
rara ).
Kc=1 ou Kp=1: a concentração de reagentes e produtos
é igual.