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1 Equilíbrio Químico São poucas as reacções que se dão num único sentido, a maioria é reversível em maior ou menor extensão Ex: N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) O.

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1 1 Equilíbrio Químico São poucas as reacções que se dão num único sentido, a maioria é reversível em maior ou menor extensão Ex: N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) O equilíbrio químico é atingido quando as velocidades das reacções directa e inversa são iguais e as concentrações dos reagentes e dos produtos não variam com o tempo. Figura 1: Variação das concentrações de NO 2 e N 2 O 4 ao longo do tempo em três situações diferentes: (a) no inicio só está presente NO 2 ; (b) no inicio só está presente N 2 O 4 ; (c) no inicio só está presente uma mistura de NO 2 e N 2 O 4.

2 2 Formas de exprimir as constantes de equilíbrio Equilíbrio é caracterizado por uma constante (Ke) que no caso da reacção acima é dada Equilíbrio homogéneo: quando todas as espécies envolvidas se encontram na mesma fase aA (g) bB (g) Em fase gasosa as concentrações podem ser expressas em atm. A Ke está relacionado com o Kp através da equação R = Constante dos gases perfeitos (0,0821 Latm/(K.mol) T = Temperatura (K) n = b-a = moles de produtos no estado gasoso – moles de reagentes no estado gasoso. Equilíbrio heterogéneo: é uma reacção reversível envolvendo reagentes e produtos em fases diferentes. CaCO 3 (s) CaO (s) +CO 2 (g)

3 3 Equilíbrio múltiplo A + B C + D C + D E + F A + B E + F Factores que afectam o equilíbrio químico 1. Concentração 2. Pressão: só afecta as concentrações dos gases. 3. Volume: afecta os gases uma vez que tanto líquidos como sólidos o volume é constante. 4. Temperatura: um aumento da temperatura favorece reacções endotérmicas e uma diminuição de temperatura favorece reacções exotérmicas.

4 4 Em caso de perturbação do sistema o que é que acontece? Principio de Le Chatelier: se um sistema em equilibrio fôr perturbado externamente, o sistema ajusta-se de forma a minimizar a acção dessa perturbação.

5 5 Variação da concentração no equilíbrio químico Ex: A 350ºC a constante de equilíbrio Ke para a reacção N 2 (g)+3H 2 (g) NH 3 (g) é de 2,37x Numa dada experiência, as concentrações de equilíbrio são para N 2 = 0,683 M; H 2 = 8,80 M e NH 3 =1,05 M. Suponhamos que se adicionar à mistura algum NH 3 de forma a que a concentração aumente para 3,65M. (a)Use o principio de Le Chatelier para prever o sentido em que a reacção se desloca até atingir um novo equilíbrio. (b) Confirme a previsão calculando o quociente reaccional Q c e compare o seu valor com K e.

6 6 Variação da pressão no equilíbrio químico Variações na pressão não afectam as concentrações das espécies reagentes nas fases condensadas (por exemplo, numa solução aquosa) porque os líquidos e os sólidos são virtualmente incompressíveis. Por outro lado, as concentrações dos gases são geralmente afectadas por variações de pressão. Exemplo: considere os seguintes sistemas em equilíbrio –(a) 2PbS(s)+3O 2 (g) 2PbO(s)+2SO 2 (g) –(b)PCl 5 (g) PCl 3 (g)+Cl 2 (g) –(c)H 2 (g)+CO 2 (g) H 2 O(g)+CO(g) Preveja o sentido da reacção global, em cada um dos casos, em resultado de um aumento de pressão (diminuição de volume) no sistema a temperatura constante.

7 7 Variação da pressão no equilíbrio químico Uma variação na temperatura pode alterar a constante de equilíbrio. Os outros factores não provocam essa alteração. Um aumento de temperatura favorece reacções endotérmicas e uma diminuição de temperatura favorece reacções exotérmicas.

8 8 Exercício: Considere o seguinte sistema em equilíbrio: N 2 F 4 (g) 2NF 2 (g) Hº = 38,5 KJ Preveja as alterações no equilíbrio se (a)A mistura reaccional for aquecida a volume constante; (b)O gás NF 2 for removido da mistura reaccional a temperatura e volume constantes; (c)A pressão da mistura reaccional diminuir a temperatura constante; (d)Um gás inerte, como o hélio, for adicionado à mistura reaccional a volume e temperatura constante.


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