Equilíbrio químico I: a coexistência de reagentes e produtos

O conceito de equilíbrio químico

é a situação na qual as concentrações dos participantes da reação não se alteram, pois as reações direta e inversa estão se processando em velocidades iguais. equilibrio

podem ser homogêneos ou heterogêneos

são homogêneos aqueles em que todos os participantes estão em uma mesma fase, constituindo um sistema homogêneo

são heterogêneos aqueles em que os participantes estão em mais de uma fase, constituindo um sistema heterogêneo

Constante de equilíbrio em função das concentrações

o valor da constante de equilíbrio Kc para uma reação, numa certa temperatura, não depende das concentrações iniciais de reagentes e de produtos

para demonstração ver pág. 221 equilibrio1

variações de temperatura afetam o valor da constante

quanto maior o valor de Kc significa que temos mais produtos do que reagente (reação muito favorecida), já se temos um valor muito baixo para Kc significa que temos mais reagente do que produto (menos favorecida)

uma reação é tanto mais favorecida (mais espontânea) a uma certa temperatura quanto maior for o valor da sua constante de equilíbrio nessa temperatura

α = quantidade, em mols, que reagiu até atingir o equilíbrio / quantidade, em mols, inicial do reagente

para verificar se um sistema está em equilíbrio químico, basta substituir os valores das concentrações na expressão da constante de equilíbrio; se o resultado numérico for igual ao valor de Kc, na temperatura em questão, o sistema estará em equilíbrio

Constantes de equilíbrio em função das pressões parciais

Kc = constante de equilíbrio em função das concentrações

Kp = constante de equilíbrio em função das pressões parciais (aplicada a gases) equilibrio2

Deslocamento de equilíbrio

quando as velocidades da reação direta e da inversa se igualam, o processo químico entra em equilíbrio

a partir dessa momento, as concentrações de reagentes e produtos permanecem constantes e a reação aparentemente para de ocorrer

é possível alterar o equilíbrio químico, essas alterações são chamadas de perturbação do equilíbrio e sua consequência é chamada de deslocamento do equilíbrio

Efeito da concentração

equilibrio3

se fosse a concentração de NO2 que tivesse mudado, o equilíbrio se deslocaria para a esquerda

aumentando a concentração de um participante, o equilíbrio se desloca na direção de seu consumo; diminuindo a concentração de um participante, o equilíbrio se desloca na direção da sua formação equilibrio4

Efeito da pressão

Um aumento de pressão desloca um equilíbrio para o lado em que há menor volume gasoso; uma diminuição de pressão desloca um equilíbrio para o lado em que há maior volume gasoso.

Efeito da temperatura

o aumento da temperatura provoca aumento da constante de equilíbrio para reações endotérmicas (ΔH > 0) e diminuição para exotérmicas (ΔH < 0)

Um aumento de temperatura desloca um equilíbrio no sentido endotérmico (sentido que absorve calor). Uma diminuição de temperatura desloca um equilíbrio no sentido exotérmico (sentido que libera calor)

Efeito do catalisador

Catalisador não desloca o equilíbrio, apenas faz com que um processo chegue mais rápido à situação de equilíbrio, aumentando a velocidade e diminuindo o tempo

tanto o catalisador quanto o aumento da temperatura provocam aumento da velocidade de uma reação química

quando usamos o catalisador as concentrações no equilíbrio são as mesmas de quando ele não é utilizado, já no aquecimento provocamos uma alteração do valor da constante de equilíbrio e das concentrações

O Princípio de Le Chatelier

se uma perturbação é aplicada a um sistema em equilíbrio, o equilíbrio irá se alterar para reduzir o efeito da perturbação

ver imagem "equilibrio" na pasta