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EQUILÍBRIOS QUÍMICOSEQUILÍBRIOS QUÍMICOS Química A – Colégio Maxi CuiabáQuímica A – Colégio Maxi Cuiabá

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Apresentação em tema: "EQUILÍBRIOS QUÍMICOSEQUILÍBRIOS QUÍMICOS Química A – Colégio Maxi CuiabáQuímica A – Colégio Maxi Cuiabá"— Transcrição da apresentação:

1 EQUILÍBRIOS QUÍMICOSEQUILÍBRIOS QUÍMICOS Química A – Colégio Maxi CuiabáQuímica A – Colégio Maxi Cuiabá

2 CONCEITO DE PROCESSO REVERSÍVELCONCEITO DE PROCESSO REVERSÍVEL Considere os seguintes processo: H 2 O (l) H 2 O (g) H 2 O (l) V 1 V2V2 V 1 : Velocidade de evaporação V 2 : Velocidade de condensação Reação 1 - DIRETA Reação 2 - INVERSA Num processo reversível há sempre duas reações simultâneas H 2 O (l) H 2 O (g)

3 O EQUILÍBRIO É UM ESTADO ATINGIDO POR REAÇÕES REVERSÍVEIS Velocidade das reações Tempo Velocidade da reação inversa (V 2 ) Velocidade da reação direta (V 1 ) T Em T temos que: V 1 = V 2 SISTEMA EM EQUILÍBRIO QUÍMICO H 2 O (l) H 2 O (g) H 2 O (l) H 2 O (g) 1 2

4 O EQUILÍBRIO DAS REAÇÕES PODE SER ATINGIDO EM DIFERENTES CONDIÇÕES Considere o seguinte processo que atinge o equilíbrio em 3 situações diferentes:: N 2 O 4 (g) 2 NO 2 (g) Concentração (mol/L) Tempo Concentração (mol/L) Tempo [N 2 O 4 ] < [NO 2 ] [N 2 O 4 ] > [NO 2 ][N 2 O 4 ] = [NO 2 ] Concentração (mol/L) Tempo

5 AS CARACTERÍSTICAS DE UM SISTEMA EM EQUILÍBRIO No equilíbrio as reações direta e inversa continuam ocorrendo ininterruptamente. As velocidades das reações direta e inversa são iguais. As concentrações de todos os participantes (reagentes e produtos) tornam-se constantes e não necessariamente iguais. Esse tipo de equilíbrio somente ocorre em sistemas fechados (onde não há troca de matéria com o ambiente).

6 A CONSTANTE DE EQUILÍBRIOA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO 1 N 2 O 4 (g) 2 NO 2 (g) V REAÇÃO = k VELOCIDADE x [REAGENTE] a V 1 = k 1 x [N 2 O 4 ] 1 V 2 = k 2 x [NO 2 ] 2 No equilíbrio temos V 1 = V 2 k 1 x [N 2 O 4 ] 1 = k 2 x [NO 2 ] 2 2 1

7 A CONSTANTE DE EQUILÍBRIOA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO a A + b B c C + d D A constante de equilíbrio é igual à razão entre as concentrações de produtos e reagentes, elevados as seus coeficientes estequiométricos

8 EXERCÍCIO : ESCREVER E EXPRESSÃO DA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO H 2 (g) + I 2 (g) 2 HI (g) 3 H 2 (g) + N 2 (g) 2NH 3 (g) Fe(s) + 3 Ag + (aq) Fe +3 (aq) + 3 Ag (s) Sólidos não participam do cálculo da constante

9 K P : APENAS PARA SISTEMAS COM GASESK P : APENAS PARA SISTEMAS COM GASES H 2 (g) + I 2 (g) 2 HI (g) Numa mistura gasosa, as pressões parciais dos gases são proporcionais às suas concentrações em mol/L Constante em termos de concentrações (K c ) Constante em termos de pressões parciais (K P )

10 TABELINHA PARA CÁLCULO DA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO: Considere um sistema fechado à temperatura de 100 O C, com volume de 1 litro, onde são adicionados 10 mols de N 2 O 4 Calcule o valor da constante de equilíbrio dessa reação sabendo-se que, ao final do processo foram produzidos 4 mols de NO 2 ReaçãoN2O4N2O4 NO 2 1 N 2 O 4 (g) 2 NO 2 (g) INÍCIO 10 mol/L0 mol/L Concentração (mol/L) Tempo REAÇÃO 4 mol/L FORMADOS EQUILÍBRIO4 mol/L 4 2 mol/L CONSUMIDOS mol/L

11 TABELINHA PARA CÁLCULO DA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO:

12 DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIODESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO PRINCÍPIO DE Le ChatelierPRINCÍPIO DE Le Chatelier

13 DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO OCORRE QUANDO AS VELOCIDADES DOS PROCESSOS DIRETO E INVERSO SÃO ALTERADAS 3 H 2 (g) + N 2 (g) 2NH 3 (g) DIRETA INVERSA Se V DIRETA = V INVERSA SISTEMA EM EQUILÍBRIO CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES É CONSTANTE Se V DIRETA > V INVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS PRODUTOS Se V DIRETA < V INVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS REAGENTES

14 COMO PODEMOS DESLOCAR UM EQUILÍBRIO?COMO PODEMOS DESLOCAR UM EQUILÍBRIO? Estudaremos alguns fatores que podem (ou não) provocar deslocamentos em equilíbrios 1 - TEMPERATURA 2 – PRESSÃO DE SISTEMAS COM GASES 3– ALTERAÇÕES DA CONCENTRAÇAO DE REAGENTES 4 – EFEITOS DO CATALISADOR

15 PRINCÍPIO DE LE CHATELIER PRINCÍPIO DA FUGA ANTE A FORÇA 1 – TODO SISTEMA REVERSÍVEL TENDE AO ESTADO DE EQUILÍBRIO 2 – UMA VEZ ATINGIDO O ESTADO DE EQUILÍBRIO, ESTE É MANTIDO A MENOS QUE SE PROVOQUE ALGUMA ALTERAÇÃO NO SISTEMA 3 – QUANDO SE PROVOCA UMA ALTERAÇÃO NUM SISTEMA EM EQUILÍBRIO, ESTE REAGE NO SENTIDO DE ANULAR O EFEITO DESSA ALTERAÇÃO. DESSA FORMA O SISTEMA TENDE A RETORNAR A UM NOVO ESTADO DE EQILÍBRIO

16 EFEITO DA TEMPERATURAEFEITO DA TEMPERATURA 3 H 2 (g) + N 2 (g) 2NH 3 (g) H < 0 DIRETA INVERSA Energia Caminho de Reação H SISTEMA CALOR SISTEMA CALOR TEMPERATURA FAVORECIMENTO DA REAÇÃO ENDOTÉRMICA FAVORECIMENTO DA REAÇÃO EXOTÉRMICA

17 A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO DEPENDE DA TEMPERATURA 3 H 2 (g) + N 2 (g) 2NH 3 (g) H < 0 DIRETA INVERSA Constante de equilíbrio Temperatura (K) T1T1 T2T2 K1K1 K2K2 Quando T aumenta K diminui Diminui a concentração de produtos

18 EFEITO DA PRESSÃO EM SISTEMAS COM GASES 3 H 2 (g) + N 2 (g) 2NH 3 (g) DIRETA INVERSA 4 mols de gases 2mols de gases SISTEMA PRESSÃO SISTEMA PRESSÃO DESLOCAMENTO PARA A MENOR QUANTIDADE DE GASES DESLOCAMENTO PARA A MAIOR QUANTIDADE DE GASES

19 EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES GLICOSE FRUTOSE V DIRETA = k DIRETA x [GLICOSE] V INVERSA = k INVERSA x [FRUTOSE] ADIÇÃO DE GLICOSE ADIÇÃO DE FRUTOSE V DIRETA > V INVERSA V DIRETA < V INVERSA DESLOCAMENTO PARA A DIREITADESLOCAMENTO PARA A ESQUERDA

20 EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES GLICOSE FRUTOSE V DIRETA = k DIRETA x [GLICOSE] V INVERSA = k INVERSA x [ FRUTOSE ] DIMINUIÇÃO DE GLICOSE DIMINUIÇÃO DE FRUTOSE V DIRETA < V INVERSA V DIRETA > V INVERSA DESLOCAMENTO PARA A DIREITADESLOCAMENTO PARA A ESQUERDA

21 EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES 2 CrO (aq) + 2 H \+ (aq) Cr 2 O 7 – 2 (aq) + H 2 O (l) AMARELO ALARANJADO ADIÇÃO DE ÍONS H + (MEIO ÁCIDO) DESLOCAMENTO PARA A DIREITA CONSIDERE UM SISTEMA FECHADO ONDE [CrO 4 -2 ] > [Cr 2 O 4 -2 ]

22 EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES 2 CrO (aq) + 2 H \+ (aq) Cr 2 O 7 – 2 (aq) + H 2 O (l) AMARELO ALARANJADO ADIÇÃO DE ÍONS OH - (MEIO ALCALINO) H + (aq) + OH – (aq) H 2 O (l) DESLOCAMENTO PARA A ESQUERDA CONSIDERE UM SISTEMA FECHADO ONDE [CrO 4 -2 ] < [Cr 2 O 4 -2 ]

23 O CATALISADOR NÃO DESLOCA EQUILÍBRIOS Considere uma reação genérica: A + B C + D; H < 0 Energia Caminho de Reação H A + B C + D ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO DIRETA SEM CATALISADOR ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO DIRETA COM CATALISADOR O CATALISADOR AUMENTA A VELOCIDADE DA REAÇÃO DIRETA

24 Considere uma reação genérica: A + B C + D; H < 0 Energia Caminho de Reação H A + B C + D ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO INVERSA SEM CATALISADOR ENERGIA DE ATIVAÇÃO DA REAÇÃO INVERSA COM CATALISADOR O CATALISADOR AUMENTA A VELOCIDADE DA REAÇÃO INVERSA O CATALISADOR NÃO DESLOCA EQUILÍBRIOS


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