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EQUILÍBRIO QUÍMICO
PROF ANA KAROLINE MAIA
REAÇÕES QUÍMICAS E REVERSIBILIDADE
• REVERSÍVEL? O QUE SIGNIFICA ISSO?
• DÊ EXEMPLOS DE FENÔMENOS REVERSÍVEIS
• AS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS SÃO REVERSÍVEIS?
CONCEITO DE PROCESSO REVERSÍVEL
Considere os seguintes processo:
H2O (l)
H2O (g) H2O (g)
H2O (l)
V 1 V2
V1 : Velocidade de evaporação
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Reação 1 - DIRETA
Reação 2 - INVERSA
Num processo reversível há
sempre duas reações simultâneas
H2O (l) H2O (g)
DESIDRATAÇÃO DO SULFATO DE COBRE
PENTAHIDRATADO
(1)Houve transformação
química?
(2)Depois de adicionada
a água ao material houve
reação química?
(3)Essa reação é
reversível?
(4) Monte a equação
ESTALACTITE E ESTALAGMITE
RELEMBRANDO CONCEITOS
CARACTERÍSTICAS DO EQUILÍBRIO
• AS VELOCIDADES DA REAÇÃO DIRETA (V1) E DA REAÇÃO INVERSA (V2) SÃO IGUAIS:
• TODO EQUILÍBRIO QUÍMICO É UM EQUILÍBRIO DINÂMICO;
• EXTERNAMENTE, TEM-SE A IMPRESSÃO DE QUE TUDO CESSA, MAS ISSO NÃO
OCORRE.
• TANTO A REAÇÃO DIRETA COMO A REAÇÃO INVERSA PERMANECEM OCORRENDO
COM A MESMA VELOCIDADE.
HIIH 222 
ASSIM SENDO, A CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES PRESENTES
PERMANECEM CONSTANTES;
UMA REAÇÃO REVERSÍVEL TENDE, NATURALMENTE, AO
EQUILÍBRIO (ESTADO DE MENOR ENERGIA);
O EQUILÍBRIO QUÍMICO SÓ PODE SER OBTIDO NAS REAÇÕES QUE
OCORREM EM SISTEMAS FECHADOS (OU SEJA, NÃO OCORRE
TROCA DE MATÉRIA).
CARACTERÍSTICAS DO EQUILÍBRIO:
Aberto Fechado Isolado
O equilíbrio de uma reação hipotética
 REAÇÃO LENTA, HIPOTÉTICA:
A+B  C+D
REAGENTES PRODUTOS
Evolução da reação
A+B  C+D
T0 : REAGENTES A+B A+B →
T1: REAGENTES A+B DIMINUIRAM, FORAM GASTOS PARCIALMENTE E
HOUVE FORMAÇÃO DE ALGUNS PRODUTOS C+D
A+B → C+D
T2: O EQUILÍBRIO ESTABELECIDO, FORMAÇÃO DE C+D É COMPENSADA
PELA FORMAÇÃO DE A+B A+B  C+D
Equilíbrio e tempo
T0 : A+B →
 T1: A+B → C+D
 T2: A+B  C+D
A
B
C ou D
t
t0 t1 t2
ANÁLISE DE GRÁFICO
O EQUILÍBRIO DAS REAÇÕES PODE SER
ATINGIDO EM DIFERENTES CONDIÇÕES
Considere o seguinte processo que atinge o equilíbrio em 3 situações diferentes::
N2O4 (g) 2 NO2 (g)
Concentração (mol/L)
Tempo
Concentração (mol/L)
Tempo
[N2O4] < [NO2][N2O4] > [NO2] [N2O4] = [NO2]
Concentração (mol/L)
Tempo
KP : APENAS PARA SISTEMAS COM
GASES
H2 (g) + I2 (g) 2 HI (g)
Numa mistura gasosa, as pressões parciais dos gases são proporcionais às suas concentrações
em mol/L
Constante em termos de concentrações (Kc ) Constante em termos de pressões parciais (KP)
“TABELINHA” PARA CÁLCULO DA
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO:
Considere um sistema fechado à temperatura de 100 OC , com volume de 1 litro, onde são
adicionados 10 mols de N2O4
Calcule o valor da constante de equilíbrio dessa reação sabendo-se que, ao final do processo
foram produzidos 4 mols de NO2
Reação N2O4 NO2
1 N2O4 (g) 2 NO2 (g)
INÍCIO 10 mol/L 0 mol/L
Concentração (mol/L)
Tempo
REAÇÃO
4 mol/L
FORMADOS
EQUILÍBRIO 4 mol/L
4
2 mol/L
CONSUMIDOS
10
8
8 mol/L
DESLOCAMENTO DE
EQUILÍBRIO
PRINCÍPIO DE LE CHATELIER
DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO OCORRE QUANDO AS VELOCIDADES
DOS PROCESSOS DIRETO E INVERSO SÃO ALTERADAS
3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g)
DIRETA
INVERSA
Se VDIRETA = VINVERSA SISTEMA EM EQUILÍBRIO CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES É
CONSTANTE
Se VDIRETA > VINVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS PRODUTOS
Se VDIRETA < VINVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS REAGENTES
COMO PODEMOS DESLOCAR UM
EQUILÍBRIO?
Estudaremos alguns fatores que podem (ou não) provocar deslocamentos em equilíbrios
1 - TEMPERATURA
2 – PRESSÃO DE SISTEMAS COM GASES
3– ALTERAÇÕES DA CONCENTRAÇAO DE REAGENTES
4 – EFEITOS DO CATALISADOR
PRINCÍPIO DE LE CHATELIER
1 – TODO SISTEMA REVERSÍVEL TENDE AO ESTADO DE EQUILÍBRIO
2 – UMA VEZ ATINGIDO O ESTADO DE EQUILÍBRIO, ESTE É MANTIDO A
MENOS QUE SE PROVOQUE ALGUMA ALTERAÇÃO NO SISTEMA
3 – QUANDO SE PROVOCA UMA ALTERAÇÃO NUM SISTEMA EM
EQUILÍBRIO, ESTE REAGE NO SENTIDO DE ANULAR O EFEITO DESSA
ALTERAÇÃO. DESSA FORMA O SISTEMA TENDE A RETORNAR A UM
NOVO ESTADO DE EQILÍBRIO
EFEITO DA TEMPERATURA
3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ∆H < 0
DIRETA
INVERSA
Energia
Caminho
de
Reação
∆H
SISTEMA
CALOR
SISTEMA
CALOR
TEMPERATURA
TEMPERATURA
FAVORECIMENTO DA REAÇÃO ENDOTÉRMICA
FAVORECIMENTO DA REAÇÃO EXOTÉRMICA
A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO DEPENDE DA
TEMPERATURA
3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ∆H < 0
DIRETA
INVERSA
Constante de equilíbrio
Temperatura (K)T1 T2
K1
K2
Quando T aumenta
K diminui
Diminui a concentração de produtos
EFEITO DA PRESSÃO EM SISTEMAS COM
GASES
3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g)
DIRETA
INVERSA
4 mols de gases 2mols de gases
SISTEMA PRESSÃO
SISTEMA PRESSÃO
DESLOCAMENTO PARA A MENOR QUANTIDADE DE GASES
DESLOCAMENTO PARA A MAIOR QUANTIDADE DE GASES
EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS
REAGENTES
GLICOSE FRUTOSE
VDIRETA = kDIRETA x [GLICOSE] VINVERSA= kINVERSA x [FRUTOSE]
CH
CH
CH
CH
CH2
CH
OH
OH
OH
OH
O
OH C
CH
CH
CH
CH2
CH2
OH
OH
OH
OH
OH
O
ADIÇÃO DE GLICOSE
ADIÇÃO DE FRUTOSE
VDIRETA > VINVERSA
VDIRETA < VINVERSA
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DESLOCAMENTO PARA A ESQUERDA
EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS
REAGENTES
GLICOSE FRUTOSE
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CH
CH
CH
CH
CH2
CH
OH
OH
OH
OH
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CH
CH
CH
CH2
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OH
OH
OH
OH
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DIMINUIÇÃO DE GLICOSE
DIMINUIÇÃO DE FRUTOSE
VDIRETA < VINVERSA
VDIRETA > VINVERSA
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DESLOCAMENTO PARA A ESQUERDA
EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS
REAGENTES
2 CrO4
- 2 (aq) + 2 H+ (aq) Cr2O7
– 2 (aq) + H2O (l)
AMARELO ALARANJADO
ADIÇÃO DE ÍONS H+ (MEIO ÁCIDO)
DESLOCAMENTO PARA A “DIREITA”
CONSIDERE UM SISTEMA FECHADO ONDE [CrO4
-2 ] > [Cr2O4
-2]
EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS
REAGENTES
2 CrO4
- 2 (aq) + 2 H+ (aq) Cr2O7
– 2 (aq) + H2O (l)
AMARELO ALARANJADO
ADIÇÃO DE ÍONS OH - (MEIO ALCALINO)
H + (aq) + OH – (aq) → H2O (l)
DESLOCAMENTO PARA A “ESQUERDA”
CONSIDERE UM SISTEMA FECHADO ONDE [CrO4
-2 ] < [Cr2O4
-2]
O CATALISADOR NÃO DESLOCA
EQUILÍBRIOS
Considere uma reação genérica:
A + B C + D; ∆H < 0Energia
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∆H
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ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO DIRETA SEM
CATALISADOR
ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO DIRETA COM
CATALISADOR
O CATALISADOR AUMENTA A
VELOCIDADE DA REAÇÃO DIRETA
Considere uma reação genérica:
A + B C + D; ∆H < 0
Energia
Caminho de Reação
∆H
A + B
C + D
ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO INVERSA SEM
CATALISADOR
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CATALISADOR
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Equilibrio Químico 3o ano

  • 2. REAÇÕES QUÍMICAS E REVERSIBILIDADE • REVERSÍVEL? O QUE SIGNIFICA ISSO? • DÊ EXEMPLOS DE FENÔMENOS REVERSÍVEIS • AS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS SÃO REVERSÍVEIS?
  • 3. CONCEITO DE PROCESSO REVERSÍVEL Considere os seguintes processo: H2O (l) H2O (g) H2O (g) H2O (l) V 1 V2 V1 : Velocidade de evaporação V2 : Velocidade de condensação Reação 1 - DIRETA Reação 2 - INVERSA Num processo reversível há sempre duas reações simultâneas H2O (l) H2O (g)
  • 4. DESIDRATAÇÃO DO SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (1)Houve transformação química? (2)Depois de adicionada a água ao material houve reação química? (3)Essa reação é reversível? (4) Monte a equação
  • 6. RELEMBRANDO CONCEITOS CARACTERÍSTICAS DO EQUILÍBRIO • AS VELOCIDADES DA REAÇÃO DIRETA (V1) E DA REAÇÃO INVERSA (V2) SÃO IGUAIS: • TODO EQUILÍBRIO QUÍMICO É UM EQUILÍBRIO DINÂMICO; • EXTERNAMENTE, TEM-SE A IMPRESSÃO DE QUE TUDO CESSA, MAS ISSO NÃO OCORRE. • TANTO A REAÇÃO DIRETA COMO A REAÇÃO INVERSA PERMANECEM OCORRENDO COM A MESMA VELOCIDADE. HIIH 222 
  • 7. ASSIM SENDO, A CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES PRESENTES PERMANECEM CONSTANTES; UMA REAÇÃO REVERSÍVEL TENDE, NATURALMENTE, AO EQUILÍBRIO (ESTADO DE MENOR ENERGIA); O EQUILÍBRIO QUÍMICO SÓ PODE SER OBTIDO NAS REAÇÕES QUE OCORREM EM SISTEMAS FECHADOS (OU SEJA, NÃO OCORRE TROCA DE MATÉRIA). CARACTERÍSTICAS DO EQUILÍBRIO: Aberto Fechado Isolado
  • 8. O equilíbrio de uma reação hipotética  REAÇÃO LENTA, HIPOTÉTICA: A+B  C+D REAGENTES PRODUTOS
  • 9.
  • 10.
  • 11. Evolução da reação A+B  C+D T0 : REAGENTES A+B A+B → T1: REAGENTES A+B DIMINUIRAM, FORAM GASTOS PARCIALMENTE E HOUVE FORMAÇÃO DE ALGUNS PRODUTOS C+D A+B → C+D T2: O EQUILÍBRIO ESTABELECIDO, FORMAÇÃO DE C+D É COMPENSADA PELA FORMAÇÃO DE A+B A+B  C+D
  • 12. Equilíbrio e tempo T0 : A+B →  T1: A+B → C+D  T2: A+B  C+D A B C ou D t t0 t1 t2
  • 14. O EQUILÍBRIO DAS REAÇÕES PODE SER ATINGIDO EM DIFERENTES CONDIÇÕES Considere o seguinte processo que atinge o equilíbrio em 3 situações diferentes:: N2O4 (g) 2 NO2 (g) Concentração (mol/L) Tempo Concentração (mol/L) Tempo [N2O4] < [NO2][N2O4] > [NO2] [N2O4] = [NO2] Concentração (mol/L) Tempo
  • 15.
  • 16. KP : APENAS PARA SISTEMAS COM GASES H2 (g) + I2 (g) 2 HI (g) Numa mistura gasosa, as pressões parciais dos gases são proporcionais às suas concentrações em mol/L Constante em termos de concentrações (Kc ) Constante em termos de pressões parciais (KP)
  • 17. “TABELINHA” PARA CÁLCULO DA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO: Considere um sistema fechado à temperatura de 100 OC , com volume de 1 litro, onde são adicionados 10 mols de N2O4 Calcule o valor da constante de equilíbrio dessa reação sabendo-se que, ao final do processo foram produzidos 4 mols de NO2 Reação N2O4 NO2 1 N2O4 (g) 2 NO2 (g) INÍCIO 10 mol/L 0 mol/L Concentração (mol/L) Tempo REAÇÃO 4 mol/L FORMADOS EQUILÍBRIO 4 mol/L 4 2 mol/L CONSUMIDOS 10 8 8 mol/L
  • 19. DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO OCORRE QUANDO AS VELOCIDADES DOS PROCESSOS DIRETO E INVERSO SÃO ALTERADAS 3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) DIRETA INVERSA Se VDIRETA = VINVERSA SISTEMA EM EQUILÍBRIO CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES É CONSTANTE Se VDIRETA > VINVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS PRODUTOS Se VDIRETA < VINVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS REAGENTES
  • 20. COMO PODEMOS DESLOCAR UM EQUILÍBRIO? Estudaremos alguns fatores que podem (ou não) provocar deslocamentos em equilíbrios 1 - TEMPERATURA 2 – PRESSÃO DE SISTEMAS COM GASES 3– ALTERAÇÕES DA CONCENTRAÇAO DE REAGENTES 4 – EFEITOS DO CATALISADOR
  • 21. PRINCÍPIO DE LE CHATELIER 1 – TODO SISTEMA REVERSÍVEL TENDE AO ESTADO DE EQUILÍBRIO 2 – UMA VEZ ATINGIDO O ESTADO DE EQUILÍBRIO, ESTE É MANTIDO A MENOS QUE SE PROVOQUE ALGUMA ALTERAÇÃO NO SISTEMA 3 – QUANDO SE PROVOCA UMA ALTERAÇÃO NUM SISTEMA EM EQUILÍBRIO, ESTE REAGE NO SENTIDO DE ANULAR O EFEITO DESSA ALTERAÇÃO. DESSA FORMA O SISTEMA TENDE A RETORNAR A UM NOVO ESTADO DE EQILÍBRIO
  • 22. EFEITO DA TEMPERATURA 3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ∆H < 0 DIRETA INVERSA Energia Caminho de Reação ∆H SISTEMA CALOR SISTEMA CALOR TEMPERATURA TEMPERATURA FAVORECIMENTO DA REAÇÃO ENDOTÉRMICA FAVORECIMENTO DA REAÇÃO EXOTÉRMICA
  • 23. A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO DEPENDE DA TEMPERATURA 3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ∆H < 0 DIRETA INVERSA Constante de equilíbrio Temperatura (K)T1 T2 K1 K2 Quando T aumenta K diminui Diminui a concentração de produtos
  • 24. EFEITO DA PRESSÃO EM SISTEMAS COM GASES 3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) DIRETA INVERSA 4 mols de gases 2mols de gases SISTEMA PRESSÃO SISTEMA PRESSÃO DESLOCAMENTO PARA A MENOR QUANTIDADE DE GASES DESLOCAMENTO PARA A MAIOR QUANTIDADE DE GASES
  • 25. EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES GLICOSE FRUTOSE VDIRETA = kDIRETA x [GLICOSE] VINVERSA= kINVERSA x [FRUTOSE] CH CH CH CH CH2 CH OH OH OH OH O OH C CH CH CH CH2 CH2 OH OH OH OH OH O ADIÇÃO DE GLICOSE ADIÇÃO DE FRUTOSE VDIRETA > VINVERSA VDIRETA < VINVERSA DESLOCAMENTO PARA A DIREITA DESLOCAMENTO PARA A ESQUERDA
  • 26. EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES GLICOSE FRUTOSE VDIRETA = kDIRETA x [GLICOSE] VINVERSA= kINVERSA x [FRUTOSE] CH CH CH CH CH2 CH OH OH OH OH O OH C CH CH CH CH2 CH2 OH OH OH OH OH O DIMINUIÇÃO DE GLICOSE DIMINUIÇÃO DE FRUTOSE VDIRETA < VINVERSA VDIRETA > VINVERSA DESLOCAMENTO PARA A DIREITA DESLOCAMENTO PARA A ESQUERDA
  • 27. EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES 2 CrO4 - 2 (aq) + 2 H+ (aq) Cr2O7 – 2 (aq) + H2O (l) AMARELO ALARANJADO ADIÇÃO DE ÍONS H+ (MEIO ÁCIDO) DESLOCAMENTO PARA A “DIREITA” CONSIDERE UM SISTEMA FECHADO ONDE [CrO4 -2 ] > [Cr2O4 -2]
  • 28. EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES 2 CrO4 - 2 (aq) + 2 H+ (aq) Cr2O7 – 2 (aq) + H2O (l) AMARELO ALARANJADO ADIÇÃO DE ÍONS OH - (MEIO ALCALINO) H + (aq) + OH – (aq) → H2O (l) DESLOCAMENTO PARA A “ESQUERDA” CONSIDERE UM SISTEMA FECHADO ONDE [CrO4 -2 ] < [Cr2O4 -2]
  • 29. O CATALISADOR NÃO DESLOCA EQUILÍBRIOS Considere uma reação genérica: A + B C + D; ∆H < 0Energia Caminho de Reação ∆H A + B C + D ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO DIRETA SEM CATALISADOR ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO DIRETA COM CATALISADOR O CATALISADOR AUMENTA A VELOCIDADE DA REAÇÃO DIRETA
  • 30. Considere uma reação genérica: A + B C + D; ∆H < 0 Energia Caminho de Reação ∆H A + B C + D ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO INVERSA SEM CATALISADOR ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO INVERSA COM CATALISADOR O CATALISADOR AUMENTA A VELOCIDADE DA REAÇÃO INVERSA O CATALISADOR NÃO DESLOCA EQUILÍBRIOS

Notas do Editor

  1. Insira um mapa do seu país.
  2. Insira uma imagem que ilustre uma estação do ano no seu país.
  3. Insira uma imagem do principal líder do seu país.
  4. Insira uma imagem que ilustre alguma parte da economia do seu país.
  5. Insira uma imagem que ilustre alguma parte da economia do seu país.
  6. Insira uma imagem de um dos pontos de interesse do seu país.