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Por Chico Andrade Colégio IDEAL/Aracaju-SE 1 Parte 1/5.

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1 Por Chico Andrade Colégio IDEAL/Aracaju-SE 1 Parte 1/5

2 2 Generalidades. Há reações químicas que,sob determinadas condições,ocorrem de forma praticamente completa e num único sentido,da esquerda para a direita.A reação inversa,da direita para a esquerda, não ocorre. Dizemos que elas são Reações Espontâneas ou Reações Irreversíveis. Outras reações,entretanto,ocorrem tanto num sentido como no outro, sob determinadas condições.Elas são chamadas Reações Reversíveis. Quando a velocidade da reação direta é exatamente igual à da reação inversa,dizemos que existe um EQUILÍBRIO QUÍMICO.

3 3 Considere uma reação reversível,numa dada temperatura,onde reagentes e produtos estão misturados.No início,a velocidade da reação direta é maior que a velocidade da reação inversa.Aos poucos,ela vai diminuindo e a outra vai aumentando,até que se tornam iguais.A partir desse instante,desde que a temperatura permaneça constante,há EQUILÍBRIO QUÍMICO.

4 4 Características de um Equilíbrio Químico 1- As velocidades das reações opostas são iguais. 2- As concentrações das substancias envolvidas ficam constantes,não necessariamente iguais. 3- Há uma relação matemática envolvendo as constantes de velocidades da reação direta e da reação inversa(nessa ordem) e as concentrações das substancias.Tal relação define a Constante de Equilíbrio da reação. 4- O equilíbrio é microscopicamente dinâmico,embora macroscopicamente pareça estático. 5 – A Constante de um dado equilíbrio só depende da Temperatura.

5 5 Uma ilustração interessante. Considere a situação onde o regente é colocado inicialmente puro(20 unidades).À medida que passa o tempo, sua concentração vai diminuindo e a concentração do produto vai aumentando,até que após certo tempo elas ficam constantes.O equilíbrio foi atingido.

6 6 Grau de avanço da reação direta no Equilíbrio Se o número de mols inicial de certo reagente é n e uma quantidade x reage até atingir o equilíbrio, define-se o grau de avanço através de = x / n Veja que : -Se x = zero,não houve a reação direta. -Se x = n, a reação direta foi completa. -Logo, o domínio de x é : zero < x < n -Com isso,o domínio de é : zero < < um Na ilustração mostrada anteriormente,veja que n = 20 x = 14 = 0,7 ou 70%

7 7 Cultura Geral -O que esses senhores têm a ver com os Equilíbrios Químicos? Alguns cientistas estiveram presentes(convidados)na campanha de Napoleão Bonaparte no Egito.Um deles,o químico Claude Bertholet,usou pela primeira vez a expressão reação reversível, para explicar a presença de Carbonato de Sódio nos lagos salgados.A alta concentração do NaCl na solução aquosa em contato com as rochas calcárias,permitia inverter a reação que é naturalmente observada em laboratórios.

8 8 Analisando um equilíbrio químico.

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10 10 Sobre os óxidos do nitrogênio N 2 O 4 e NO 2 O tetróxido de di-nitrogênio,quando puro,é um gás incolor.O dióxido,por sua vez,tem cor castanho escuro.A mistura dos dois gases mostra diversas tonalidades de castanho.Quanto mais claro,há mais tetróxido do que dióxido.Se a tonalidade é mais escura,há mais dióxido de nitrogênio. A reação de decomposição do Tetróxido absorve calor.Assim,em temperaturas mais altas,o Tetróxido se decompõe mais e a mistura é mais escura porque contém mais NO 2. Em temperaturas mais baixas ocorre o contrário. O frasco da esquerda(mais escuro) tem maior concentração do NO 2 e está numa temperatura mais alta.O da direita,com menor concentração de NO 2, está em temperatura mais baixa.

11 11 Classificação dos Equilíbrios Químicos. 1- Quanto ao número de fases: Homogêneos (uma fase)e Heterogêneos(duas ou mais fases). 2- Quanto à natureza das espécies presentes: moleculares(não existem íons no equilíbrio) e iônicos( onde existem íons no equilíbrio). Exemplos :

12 12 Analisando o valor da Constante de Equilíbrio

13 13 Como saber se a reação reversível se encontra em Equilíbrio. O procedimento é simples: 1- Com os dados de concentrações das substancias,calcule o quociente (Q c ) das concentrações usando a expressão matemática da Constante.Há três possibilidades: a) Q c = K c. Nesse caso a mistura está em equilíbrio.As velocidades das reações direta e inversa são iguais. b) Q c > K c. Quando isso ocorre, as concentrações dos produtos estão maiores que as dos reagentes, e a reação inversa tem maior velocidade. c) Q c < K c. Aqui,as concentrações dos produtos devem aumentar e,para tanto,a reação direta deve ter maior velocidade do que a reação inversa.

14 14 Uma análise gráfica : 01 – A curva laranja mostra todos os pontos de equilíbrio entre os dois óxidos de nitrogênio para várias misturas.As concentrações dos gases em qualquer ponto satisfazem o valor da Constante de equilíbrio. 02 – Os pontos 1 e 2 (amarelo) representam misturas fora do ponto de equilíbrio: O ponto 1 mostra um valor de Q bem maior que o de K. O ponto 2 mostra um valor de Q bem menor que o de K.

15 15 Um outro exemplo

16 16 e concluindo :

17 17 As Constantes K p e K c

18 18 Exercício de aplicação 01. Fritz Haber Karl Bosch

19 19 O esquema do processo Haber-Bosch Uma discussão sobre o processo será realizada na segunda parte desse trabalho.

20 20 Ôoops! Nada a ver. Sorry...

21 21 Exercício de aplicação 02.

22 22 Exercício de aplicação 03

23 23 Exercício de aplicação 04

24 F F 24 Vocês, amanhã,em Final da parte 1/5


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