Química 3 - Apostila 4 - PÁGINA DE QUÍMICAprofjoaoneto.com/2010/quimica3_apostila4.pdf · ... coexistem reagentes e produtos; ... constante de equilíbrio em termos de ... para

QUÍMICA 3 - APOSTILA 4

Prof. Msc João Neto

Prof. Msc João Neto 2

Em um sistema fechado, o equilíbrio é atingido quando: as propriedades macroscópicas ficam inalteradas; no estado final, coexistem reagentes e produtos; as concentrações das espécies participantes permanecem constantes; as velocidades das reações direta e inversa são iguais.

A (g) + B(g) C(g) + D(g)


Análise Gráfica do Equilíbrio



6Prof. Msc João Neto


Quando o equilíbrio é atingido com a concentração de reagentemaior que a do produto: [R] > [P] no equilíbrio

É uma reação que ocorre com maior extensão no sentido deformação dos reagentes e, evidentemente, com menor extensão nosentido de formação dos produtos.


Quando o equilíbrio é atingido com maior concentração de produtodo que de reagente: [P] > [R] no equilíbrio

A reação ocorre em maior extensão para a formação dos produtos e,evidentemente, com menor extensão no sentido de formação dosreagentes


Quando o equilíbrio é atingido com concentrações iguais deproduto e de reagente: [R] = [P] no equilíbrio

Ambas as reações, direta e inversa, ocorrem com mesmaintensidade.

Kc – constante de equilíbrio em termos deunidades de concentrações em quantidade dematéria (mol/L).

De sua expressão, não participam substâncias queapresentam concentração constante como, porexemplo, um sólido, e o seu valor varia com atemperatura.

322

23

322

]][[][

][][

23

YXXYK

RPK

XYYX

cc =⇒=

→+


Kp – constante de equilíbrio em termos deunidades de pressões parciais (atm ou mmHg).

De sua expressão, só participam substânciasgasosas, e o seu valor também varia com atemperatura.

322

23

322

))(()(

][][

23

pYpXpXYK

RPK

XYYX

pp =⇒=

→+



ncp RTKK ∆= )(

Sólidos e líquidos

estão fora

Só entra gases



Kc e Kp só irão alterar-se se variar atemperatura. A constante de equilíbrio,para uma dada reação, dependeunicamente da temperatura.

Se o valor de K é menor do que 1, aconcentração do reagente predomina, istoé, a reação ocorre em pequena extensão, daesquerda para a direita.

Se K é grande, a formação do produto éfavorecida, isto é, a reação ocorre emgrande extensão, da esquerda para a direita.



A expressão da constante de equilíbrio éfeita pela concentração molar dosprodutos elevados aos seus expoentesestequiométricos, dividida pelosreagentes elevados com seus expoentes.


2

3

2

322

23

322

225

0016,036,0

]2,0][20,0[]60,0[

]][[][

][][

23

−=

=⇒=

=⇒=

→+

MK

KK

YXXYK

RPK

XYYX

c

cc

cc




]22,0][22,0[]56,1[

]][[][

][][

02

222

222

=

=⇒=

>∆→+

c

cc

K

YXXYK

RPK

HXYYX





4,3375,34

5,13]2[

]5,1.[]3[][

].[][

5,132.

5,133/

005.

22

2

2

23

22

2

223

≅⇒=⇒=

=⇒=

+→←

ccc

cc

KKK

KSO

OSOK

Lmol

Lmol

LmolEqu

Lmol

Lmolx

LmolCR

LmolInic

OSOSO


Prof. Msc João Neto 265,25,022][][5,05,011][][

21

63525

255]1[]2[5

]1[]2[5

]1[]2[25

]1].[1[]2].[2[25

]].[[]].[[

2211./

1211.

2

22

2

2

22

2

22

22

222

⇒+⇒+=⇒−⇒−=

⇒=

=⇒+=−

+=−⇒−

+=

−

+=⇒

−

+=

−−++

=⇒=

++−−

+→+

xHeCOxOHeCO

x

xxx

xxxx

xx

xx

xxxx

OHCOHCOK

xxxxEquxxxxCRL

molL

molL

molL

molInic

HCOOHCO

c



34

7

22

43

24

53

)(5)(3)(4

105101105

)101()101).(105(

)()).((

2

−−

−

−

−−

×=⇒×

×=

×

××=

=

+→←

pp

p

p

ggg

KK

K

pNbClpNbClpNbClK

NbClNbClNbCl



42,0415,053,022,0

)53,0()47,0).(47,0(

][]].[[

147,0

147,0

153,0][

47,047,053,0.47,047,047,0/

001.

3

25

1

)(2)(3)(5

≅⇒=⇒=

=⇒=

=

+→←

ccc

cc

ggg

KKK

KPCl

ClPClK

Lmol

Lmol

Lmol

Vn

molmolmolequilmolmolmolPC

molInic

ClPClPCl



xy

x>yVx>Vy

25,041

2.21.1

]].[[]].[[

=⇒=

=⇒=

+→←+

cc

cc

KK

KBADCK

DCBA


Deslocamento de equilíbrio

Concentração

Pressão

Temperatura

Concentração

↑[ ] – desloca para o lado oposto

↓[ ] – fica do mesmo lado

N2 + 3H2 2NH3

Prof. Msc. João Neto 34

↑[N2] – desloca p/ direita (favorece produtos)

Temperatura

↑T – desloca para o lado ΔH>0

↓T – desloca para o lado ΔH<0

A + B AB ΔH=+10kJ

Endotérmico


Pressão

↑P – desloca para o lado volume <

↓P – desloca para o lado volume >

A(g) + B(g) AB(g)

Volume <

Volume >




Endotérmico


Exotérmico


Exotérmico

↑volume ↓Pressão


Equilíbrio iônico

][1log

3+=

OHpH

][1log −=

OHpOH

143 10]].[[ −−+ =OHOH


)º25(1410][12

10][5

10][][log

123

53

33

CpOHpHOHpH

OHpHOHouOHpH pH

=+=⇒=

=⇒=

=−=

−+

−+

−++


[H+] pH caráter

10-3 3 Ácido

10-7 7 Neutro

10-11 11 Básico

Solução 1: pH=3 [H+]=10-3

Solução 2: pH=5 [H+]=10-5

Solução 1 é 100 vezes mais ácida que solução 2


Solução Tampão Conceito: Manter o pH do meio praticamente constante,

mesmo com adições moderadas de ácidos ou bases.

Composição Química:Ácido Fraco e sal derivado desse ácido

Ex: Ácido Acético e Acetato de Sódio

Base fraca e um sal derivado desta base

Ex: Hidróxido de amônio e Cloreto de Amônio

Obs: O tampão pode ser considerado um equilíbrio parconjugado ácido-base de Bronsted-Lowry.



Ácido

Ácido

Básico

Básico

Neutro

Neutro



101010

10][

10][

8

10][

10][

11

)(

36

3

6

83

3

112

=

=⇒=

=

=

=

=

=

=

−

−

−−

−+

−−

−+

razão

razãorazão

OH

H

pH

NaHCO

OH

H

pH

OHMg



48,952,0103,3log10log

103,31log

][1log

103,3][

1033,0][103

10][

10103].[10]].[[

1013101101

3)(

10

10

10

95

14

514

555

33

2

=−=⇒−=

×=⇒=

×=

×=⇒×

=

=×⇒=

××××

+ →

−+

−+

−+−

−+

−+−−+

−−−

−+

pHpHpH

pHH

pH

H

HH

HOHH

OHAlOHAl OH


Hidrólise Salina: Quando um sal é dissolvido emágua, pode ocorrer uma reação chamada hidrólise,que é o inverso da reação de neutralização.

águaSalBaseÁcido +→←+neutralização

hidrólise





Caráter Hidrólise Kh

Ácido ForteNeutro

Não apresenta hidrólise

-Base Forte

Ácido ForteÁcido

Hidrólise do cátionBase Fraca

Ácido FracoBásico

Hidrólise do ânionBase Forte

Ácido Fraco***

Hidrólise do cátion e do

ânionBase Fraco***Depende do

valor do Ka e do Kb

b

wh K

KK =

a

wh K

KK =

ba

wh KK

KK×

=



⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

−

+

−

+

−

+

−

+

ForteÁcidoHClCl

FracaBaseOHNHNHClNH

ForteÁcidoSOHSO

ForteBaseNaOHNaSONa

ForteÁcidoHClCl

FracaBaseOHZnZnZnCl

FracoÁcidoHCNCN

ForteBaseNaOHNaNaCN

ÁcidocaráterdeSal

NeutrocaráterdeSal

ÁcidocaráterdeSal

BásicocaráterdeSal

444

422

442

22

2)(



pHAcidezpH

Acidez

ÁcidocaráterdeSal

BásicocaráterdeSal

NeutrocaráterdeSal

ClNHNaClNaF

ForteÁcidoHClCl

FracaBaseOHNHNHClNH

ModeradoÁcidoHFF

ForteBaseNaOHNaNaF

ForteÁcidoHClCl

ForteBaseNaOHNaNaCl

<>>

<

−

+

−

+

−

+

<<

⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

⇒⇒

4

444


++

−−

+→+

+→+

→

HOHNHOHNH

OHHFOHF

hidrólisesofreNãoNaCl

424

2

Produto de Solubilidade


Produto de solubilidade não deve serconfundido com solubilidade!

Solubilidade é a quantidade máxima de umasubstância que pode ser dissolvida emdeterminada quantidade de solvente, enquantoproduto de solubilidade é o nome dado a umaconstante de equilíbrio.



10S

55S

24

2S

555

24

24

24

2S

24

24

10K

1010K

]SO][Ba[K

101010

SOBaBaSO)b

]SO][Ba[K)a

SOBaBaSO

−

−−

−+

−−−

−+

−+

−+

=

×=

=

+→←

=

+→←



14S

255S

22S

555

22

53

12

22

102,3K)104(102K

]F][Ca[K

104102102

F2CaCaF

mol102yg1056,1y

g78mol1mol.g78

38219F40140Ca

CaF

F2CaCaF

−−−

−+

−−−

−+

−−

−

−+

×=→×××=

=

×××

+→←

×=×−−−−−−−

−−−−−

=×==×=

+→←



M10]CrOAg[

M10M102M10

CrOAg2CrOAg

xM10

x10x4

104

x4104]x[]x2[104

]CrO[]Ag[K

xx2x

CrOAg2CrOAg

442

444

2442

4

3 12312

312212

24

2s

2442

−

−−−

−+

−

−−

−−

−+

−+

=

×

+→←

=

=⇒=×

=×⇒=×

=

+→←



5

6

33

24

2

333

24

24

105,2

1025

105105

]][[

105105105

−

−

−−

−+

−−−

−+

×=

×=

×××=

=

×××

+→←

S

S

S

S

K

K

K

SOBaK

SOCaCaSO



12

84

244

22

444

22

104

104101

)102(101

]][[

1012101101

2)(

−

−−

−−

−+

−−−

−+

×=

×××=

×××=

=

××××

+→←

S

S

S

S

K

K

K

OHMgK

OHMgOHMg




Aumentar o rendimento quer dizer que deveremos deslocar a reação no sentido direto, ou seja, para a direita, onde passaremos a ter mais metanol. Julgando as afirmativas:a)↓pressão – desloca para o lado que o volume é maior (esquerda);b)↑temperatura – desloca para o lado que a reação é endotérmica, ou seja, para aesquerda;c)↑H2 – desloca para a direita onde será consumido;d)O catalisador não desloca o equilíbrio. Apenas aumenta a velocidade;e)↓CO – o equilíbrio favorece o lado que está o composto. Lado esquerdo.

ExotérmicaEndotérmica

<Volume>Volume



Exotérmica

Volumes iguais

Aumentar a velocidade da reação direta quer dizer que deveremos deslocar a reação nosentido direto, ou seja, para a direita. É importante observar que os fatores que alteram avelocidade vão influenciar no resultado. Julgando as afirmativas:a) ↑ concentração – desloca para o lado oposto ao qual está o composto. A concentração é umfator que aumenta a velocidade da reação – lado direito;b) ↓ concentração – desloca para o lado que a reação é endotérmica, ou seja, para a esquerda;Quando diminuímos a concentração, reduzimos assim a velocidade.c)↑Temperatura – aumenta a velocidade da reação;d)O catalisador aumenta a velocidade da reação tanto direta quanto inversa;e)Pulverizar é reduzir a pó. Nesse caso a superfície de contato aumenta, aumentando assim avelocidade da reação.



9][

1log

][][

10][

10][101

10][][

?][

101][

9

145

14

5

=⇒=

=<

=

=××

=×

=

×=

−

+−

−−

−−−

−−+

−

−+

pOHOH

pOH

ácidoHOH

OH

OH

OHH

OH

H



Bicarbonato sofre hidrólise, aumentando o pH (solução é básica (antiácido).



básicocaráterOHHCNOHCN

fracoácidoHCNCN

fortebaseNaOHNa

CNNaNaCN

LmolMmolymLy

mLmolmolxgx

gmolmolg

xNxC

xNa

NaCN

−−

−

+

−+

+→+

⇒=

⇒=

+→

==−−−−−−−−

−−−−−−=−−−−−−−

−−−−−

======

2

/4,04,01000

2501,01,09,4

491/49

1411412112

23123



22

22

]].[[

2

−+

−+

=

+→

IPbK

IPbPbI

s



][105,3][1035,0

][100,125][10125,0

][108

101].[]108[101

][]102[101][][

102

23)(

34

934

8

34

16234

16

2349

2523

4925

234

3325234

32

3

34

2243

−−−−

−−−−

−−

−−−−

−−−−+

−

−+

=×⇒=×

=×⇒=×

=×

×⇒×=×

×=×⇒=

×

+→

POPO

POPO

POPO

POPOCaK

POCaPOCa

s

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