Equilíbrio químico · Características do equilíbrio químico O sistema deve ser fechado, ou...

Equilíbrio químico

Processos reversíveis

◼ Existem processos reversíveis físicos e químicos.

H2O(l) ⇄ H2O(g) processo físico

CaCO3(s) ⇄ CaO(s) + CO2(g) processo químico

▪ A simbologia ⇄ indica processos que ocorrem simultaneamente nos dois sentidos.

◼ Toda reação reversível que ocorre em um sistema fechado a uma dada temperatura tende para uma situação particular denominada equilíbrio químico. No equilíbrio químico, a velocidade da reação direta é igual à da reação inversa (V1 = V2).

CaCO3(s) ⇄ CaO(s) + CO2(g)

Vdireta = Vinversa

ou

V1 = V2

Representação gráfica

Reagentes

Produtos

No instante t1 o sistema atinge o equilíbrio (Vd=Vi)

Quantidades constantes. As curvas se transformam

em patamares.

Quando um sistema atinge o

equilíbrio químico, as

concentrações de reagentes e

produtos permanecem constantes.

Características do equilíbrio químico

◼ O sistema deve ser fechado, ou seja, vedado.

◼ A velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa (V1) = (V2).

◼ O equilíbrio é dinâmico e não estático como aparenta ser.

◼ As propriedades macroscópicas não se alteram mais.

◼ As propriedades microscópicas continuam se alterando.

◼ Depois de atingido o equilíbrio, as concentrações de cada participante do equilíbrio não mais se alteram.

◼ No equilíbrio, a concentração dos reagentes pode ser maior, menor ou igual à dos produtos.

Gráfico das velocidades

V1 = V2

t eq

No início, a velocidade da reação direta é maior que a da reação inversa, porque a

concentração inicial de reagentes é maior.

Constante de equilíbrio (Kc)◼ Em um sistema em equilíbrio, podemos estabelecer

uma relação matemática entre a concentração molar dos produtos e a concentração molar dos reagentes.Essa relação é denominada de Kc .

◼ A simbologia [ ] significa mol/L.

Exemplo

O b s e r v a ç õ e s

◼ Kc depende somente da temperatura.

◼ Kc não possui unidade. Portanto Kc é um número adimensional (puro). No entanto, muitos vestibulares ainda insistem em tratar o Kc como um número provido de unidade.

◼ Para reações endotérmicas o valor numérico de Kc aumenta com a temperatura e para reações exotérmicas diminui com a temperatura.

◼ Substâncias sólidas e líquidas que são o solvente da reação não participam do Kc.

O b s e r v a ç õ e s

◼ Operações matemáticas importantes:

O b s e r v a ç õ e s

Constante de equilíbrio em função das pressões parciais (KP)

◼ Em um equilíbrio de que participam substâncias gasosas, podemos escrever outra constante que utiliza as pressões parciais dos gases denominada KP.

◼ Dessa forma , as expressões de Kc e Kp para o equilíbrio a seguir são:

K c e K p

Exercício

R e l a ç ã o e n t r e K C e K P

◼ ∆n é a diferença entre os valores dos coeficientes estequiométricos dos produtos e reagentes gasosos da reação.

◼ ∆n = (no mol de gás dos produtos) – (no mol de gás dos reagentes)

◼ Quando ∆n = 0 ⇒ KP = KC

Quociente de equilíbrio ou quociente reacional (QC)◼ Quando colocamos concentrações aleatórias de reagentes e produtos na expressão da

constante de equilíbrio, temos como resultado o quociente reacional. Sendo assim, o quociente reacional é calculado da mesma forma que o KC.

◼ Quando o sistema não está em equilíbrio, o quociente reacional é utilizado para avaliar qual é o sentido que a reação deve avançar pra alcançar o equilíbrio.

Exercício