Cap. 15 - Equilíbrio Químico

Filipe Braga - 15900

José Hilário -15861 Prof. Élcio Barrak

O Conceito de Equilíbrio

A Constante de Equilíbrio

Equilíbrio Heterogêneos

Cálculo de Constantes de Equilíbrio

Aplicações das Constantes de Equilíbrio

O Princípio de Le Châtelier

O Conceito de Equilíbrio

Quando: velocidade de formação dos produtos apartir do reagente = velocidade de formação dos reagentes apartir do produto

Reação direta: A B Reação inversa: B A

A reação pode ser demostrada tanto no sentido direto quanto no sentido

inversoA B

Quando uma reação atinge o equilibrio?

Quando as pressões parcias de A e B não variam.

Quando a reação chega ao equilíbrio, a reação chega ao fim?

Não! A reação atinge o equilíbrio dinâmico.

Equilíbrio químico:

N2 + 3H2 2NH3 (processo de

Haper)

Quando o equilíbrio químico se estabelece?

A constante de Equilíbrio

Quantidade de NH3 pruduzido no equilíbrio depende das quantidades N2 e H2

Se colocado apenas NH3 em um recipiente, uma mistura de equilíbrio NH3, N2 e H2 será formada

A condição de equilíbrio pode ser atingida a partir de qualquer sentido

Lei da Ação da Massa: suponhamos que temos a equação geral de equilíbrio aA +bB cC + dD

Há constante de equilíbrio em relaçao da pressão parcial: Keq= (PC)c (PD)d /(PA)a (PB)b

Constante de equilíbrio em relação com a concetração: Keq= (C)c (D)d / (A)a (B)b

Ordem de grandeza das constants de equilíbrio: Keq>1, equilíbrio encontra-se à direita; predominam os produtos. Keq<1, equilíbrio encontra-se à esquerda;predominam os reagentes

Equilíbrios heterogêneos

Se um sólido ou um líquido puro está envolvido em um equilíbrio heterogêneo, sua concentração não é incluída na expressão da constante de equilíbrio para a reação

Mesmo não aparecendo na espressão da contante, sólidos e líquidos puros tem que estar precentes no equilíbrio

Cálculo de Constantes de Equilíbrio

Kc somente é calculado com [ mol/l] dos elementos no estado de equilíbrio

Início 1,00x10-3M 2,00x10-3Mo M

Variação -0,935x10-3M -0,935x10-3M+ 1,87x10-3M

Equilíbrio

0,065x10-3M0,065x10-3M

1,87x10-3M

H2(g) + I2(g) 2HI(g)

Cálculo de Constantes de Equilíbrio

Kc somente é calculado com [ mol/l] dos elementos no estado de equilíbrio

Início 1,00x10-3M 2,00x10-3Mo M

Variação -x M -x M+ 2x M

Equilíbrio

(1,00 - x) M(1,00 - x) M

2x M

H2(g) + I2(g) 2HI(g)

Cálculo de Constantes de Equilíbrio

Relação entre Kc e Kp :

PV=nRTP=(n/V)RT

Pa=[A]RT

Substituindo P em Kc :

Kp = Kc (RT)Δn ,

onde Δn é:

N2 + 3H2 2NH3 Δn = 2 - 4 = -2

Aplicações das Constantes de Equilíbrio

Quociente racional (Q):

Q = [Produtos]n / [Reagentes]n

Q e K [ mol/l ] Sentido

Q > K[ Re ] e [ Pro ]

Q = K[ Re ] e [ Pro ]

Q < K[ Re ] e [ Pro ]

O Princípio de Le Châtelier

“ Se um sistema em equilíbrio for pertubado por uma alteração da temperatura, da pressão, ou da concentração de um dos componentes, o sitema deslocará a sua posicão de quilíbrio de modo a anular o efeito de pertubação. ”

“Ação e reação”

O Princípio de Le Châtelier

[ ] dos reagentes ou produtos, K = cte

Volume - Pressão , K = cte

Temperatura , K altera

O Princípio de Le Châtelier

[ ] dos reagentes ou produtos, K = cte

Se [H2]Se [H2]

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

O Princípio de Le Châtelier

Volume - Pressão , K = cte

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

Se P

Se P

V[ ]

V[ ]

O Princípio de Le Châtelier

Temperatura , K altera

N2O4(g) 2NO2(g) ΔH= 58,0 kJ

Endo.

T KR + Calor

P

T KR + Calor

P

Exo. T KR P + Calor

T KR P +

Calor

O Princípio de Le Châtelier

Efeito de um Catalizador

“ O catalizador aumenta a velocidade na qual o equilíbrio é atingido, mas não altera a composição da mistura reacional no equilíbrio.”

O Princípio de Le Châtelier

Diminui a Energia de Ativação (Dir-Ind)

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

Cat.: Ferro misturado com óxido metálico

Referências Bibliográficas

Química - A Ciência Central - Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Bruce E. Bursten

http://www.ufsc.br/coperve/vestibular2000/imagens/quimica4.gif