Unidade I Química e Indústrias Equilíbrio Químico

Reacções completas e incompletas Equilíbrio Químico Reacções completas e incompletas Reacção completa: há esgotamento de pelo menos um dos reagentes. Reacção completa: no final, isto é, atingido o equilíbrio, existe apenas uma mistura de todos os reagentes e de todos os produtos de reação.

Reacções reversíveis e irreversíveis Equilíbrio Químico Reacções reversíveis e irreversíveis Reacção irreversível: Reacções químicas que dão origem aos produtos da reacção mas, mesmo em sistema fechado, os produtos em contacto não reagem entre si para regenerar os reagentes. Exemplo: HCl (aq) + Mg (s)  MgCl2 (aq) + H2O

Reacções reversíveis e irreversíveis Equilíbrio Químico Reacções reversíveis e irreversíveis Reacção reversível: produtos da reacção reagem entre si, regenerando-se assim em reagentes. Nas reacções reversíveis coexistem as reacções directa, em que os reagentes originam os produtos da reacção, e inversa, em que os produtos da reacção regeneram os reagentes. A + B C + D Reacção directa Reacção inversa

Reacções reversíveis e estado de equilíbrio Equilíbrio Químico Reacções reversíveis e estado de equilíbrio - O equilíbrio químico é dinâmico, isto é, uma vez atingido o equilíbrio, as reacções directa e inversa continuam a processar-se a igual velocidade. - No equilíbrio químico não há alteração das propriedades macroscópicas mensuráveis (cor, pressão, temperatura e outras) do sistema reaccional.

Equilíbrios Homogéneos e Heterogéneos Equilíbrio Químico Equilíbrios Homogéneos e Heterogéneos Um equilíbrio diz-se homogéneo quando os constituintes do sistema se encontram todos na mesma fase. Exemplo: N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) Um equilíbrio químico diz-se heterogéneo quando os constituintes do sistema se encontram em diferentes fases. Exemplo: CaCO3 (s) NH4 (g) + H2S (g)

Curvas de variação das concentrações dos reagentes em função do tempo Equilíbrio Químico Curvas de variação das concentrações dos reagentes em função do tempo Neste sistema reaccional atinge-se o estado de equilíbrio ao fim de te segundos. A partir desse instante as concentrações de A e B não variam – reacção reversível. Neste sistema o reagente consome-se totalmente – trata-se de uma reacção irreversível.

Diferentes estados de equilíbrio de um sistema reaccional Equilíbrio Químico Diferentes estados de equilíbrio de um sistema reaccional Para uma dada reacção, pode haver uma infinidade de estados de equilíbrio. Assim, as quantidades de substância presentes no equilíbrio dependem das quantidades iniciais dos reagentes. No entanto, à mesma temperatura e para uma mesma reacção há uma relação que se mantém constante – a constante de equilíbrio, K.

Constante de equilíbrio Equilíbrio Químico Constante de equilíbrio Considerando a seguinte reacção reversível: a A + b B c C + d D Constante de Equilíbrio Para uma dada reacção, mantendo constante a temperatura, K é sempre independente das concentrações iniciais.

Unidades da constante de equilíbrio Equilíbrio Químico Unidades da constante de equilíbrio Considerando a seguinte reacção reversível: A + B C + D Logo, o valor de K não tem unidades – K é adimensional

Ordem de grandeza da constante de equilíbrio Equilíbrio Químico Ordem de grandeza da constante de equilíbrio A extensão da reacção directa é o grau de transformação dos reagentes em produtos da reacção, uma vez atingido o equilíbrio.

Ordem de grandeza da constante de equilíbrio Equilíbrio Químico Ordem de grandeza da constante de equilíbrio Kc >> 1  implica que no equilíbrio há muito maior quantidade de produtos de reacção que reagentes. A extensão da reacção directa é muito superior à extensão da reacção inversa.

Ordem de grandeza da constante de equilíbrio Equilíbrio Químico Ordem de grandeza da constante de equilíbrio Kc << 1  implica que no equilíbrio há muito maior quantidade de reagentes que produtos de reacção. A extensão da reacção inversa é muito superior à extensão da reacção directa.

Ordem de grandeza da constante de equilíbrio Equilíbrio Químico Ordem de grandeza da constante de equilíbrio Kc  1  as quantidades de reagentes e de produtos da reacção presentes no equilíbrio são da mesma ordem de grandeza. A extensão das reacções directa e inversa não são muito diferentes.

Constante de equilíbrio das reacções directa e inversa Equilíbrio Químico Constante de equilíbrio das reacções directa e inversa N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) K’c Kc Constante de Equilíbrio da reacção directa Constante de Equilíbrio da reacção inversa Ou seja,

Alteração do estado de equilíbrio de um sistema O carácter dinâmico do equilíbrio torna-o sensível a qualquer alteração das condições de equilíbrio. - Qualquer alteração produzida num sistema em equilíbrio obriga-o a evoluir no sentido de atingir um novo estado de equilíbrio.

Princípio de Le Chatelier Alteração do estado de equilíbrio de um sistema O químico francês Henri de Le Chatelier, como resultado de observações experimentais, propôs uma regra simples que permite fazer previsões qualitativas sobre o efeito das alterações provocadas num sistema em equilíbrio. Princípio de Le Chatelier Se a um sistema de equilíbrio se introduz uma perturbação, o sistema vai reagir evoluindo no sentido de contrariar essa perturbação.

Factores que afectam o estado de equilíbrio de um sistema: Alteração do estado de equilíbrio de um sistema Factores que afectam o estado de equilíbrio de um sistema: Temperatura Concentração Pressão (sistemas com componentes gasosos)