Professora Andréa Martins Equilíbrios químicos Professora Andréa Martins

Conceito de processo reversível Considere os seguintes processo: V1 : Velocidade de evaporação V2 : Velocidade de condensação Reação 1 - DIRETA Reação 2 - INVERSA H2O (g) H2O (g) Insira um mapa do seu país. Num processo reversível há sempre duas reações simultâneas V 1 V2 H2O (l) H2O (l) H2O (l) H2O (g)

O EQUILÍBRIO É UM ESTADO ATINGIDO POR REAÇÕES REVERSÍVEIS 1 Velocidade das reações H2O (l) H2O (g) 2 Em T temos que: V1 = V2 Velocidade da reação direta (V1) H2O (g) H2O (g) Inserira uma imagem de uma das características geográficas do seu país. H2O (l) H2O (l) Velocidade da reação inversa (V2) SISTEMA EM EQUILÍBRIO QUÍMICO T Tempo

O EQUILÍBRIO DAS REAÇÕES PODE SER ATINGIDO EM DIFERENTES CONDIÇÕES Considere o seguinte processo que atinge o equilíbrio em 3 situações diferentes:: N2O4 (g) 2 NO2 (g) Concentração (mol/L) Tempo Concentração (mol/L) Tempo Concentração (mol/L) Tempo Insira uma imagem que ilustre uma estação do ano no seu país. [N2O4] > [NO2] [N2O4] < [NO2] [N2O4] = [NO2]

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). Insira a imagem de um animal e/ou planta que possa ser encontrada no seu país.

A constante de equilíbrio 1 1 N2O4 (g) 2 NO2 (g) 2 VREAÇÃO = kVELOCIDADE . [REAGENTE] a V1 = k1 . [N2O4]1 V2 = k2 . [NO2]2 No equilíbrio temos V1 = V2 K1 . [N2O4]1 = k2 . [NO2]2 Adicione pontos importantes da história do seu país à linha do tempo.

A 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

EXERCÍCIO : ESCREVER E EXPRESSÃO DA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO H2 (g) + I2 (g) 2 HI (g) 3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) Insira uma imagem ilustrando um costume ou tradição. Fe(s) + 3 Ag+ (aq) Fe+3 (aq) + 3 Ag (s) Sólidos não participam do cálculo da constante

Kp : Apenas para sistemas com gases H2 (g) + I2 (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 (Kc ) Constante em termos de pressões parciais (KP) Insira uma imagem do principal líder do seu país.

Deslocamento de equilíbrio PRINCÍPIO DE Le Chatelier Insira uma imagem que ilustre alguma parte da economia do seu país.

CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES É DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO OCORRE QUANDO AS VELOCIDADES DOS PROCESSOS DIRETO E INVERSO SÃO ALTERADAS 3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) DIRETA INVERSA Se VDIRETA = VINVERSA SISTEMA EM EQUILÍBRIO CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES É CONSTANTE Se VDIRETA > VINVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS PRODUTOS Insira uma imagem de um dos pontos de interesse do seu país. Se VDIRETA < VINVERSA EQUILÍBRIO DESLOCADO PARA O SENTIDO DOS REAGENTES

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

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

Efeito da temperatura 3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ∆H < 0 Energia DIRETA EXOTERMICA INVERSA ENDOTÉRMICA Energia Caminho de Reação TEMPERATURA FAVORECIMENTO DA REAÇÃO ENDOTÉRMICA ∆H TEMPERATURA FAVORECIMENTO DA REAÇÃO EXOTÉRMICA

A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO DEPENDE DA TEMPERATURA 3 H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ∆H < 0 DIRETA INVERSA Constante de equilíbrio Temperatura (K) Quando T aumenta K1 K diminui K2 Diminui a concentração de produtos T1 T2

EFEITO DA PRESSÃO EM SISTEMAS COM GASES 3 H2 (g) + 1 N2 (g) 2 NH3 (g) DIRETA INVERSA 4 Volumes 2 Volumes PRESSÃO DESLOCAMENTO PARA A MENOR VOLUME PRESSÃO DESLOCAMENTO PARA A MAIOR VOLUME

EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES VDIRETA GLICOSE FRUTOSE VINVERSA VDIRETA = kDIRETA . [GLICOSE] VINVERSA= kINVERSA . [FRUTOSE] DESLOCAMENTO PARA A DIREITA ADIÇÃO DE GLICOSE VDIRETA > VINVERSA DESLOCAMENTO PARA A ESQUERDA ADIÇÃO DE FRUTOSE VDIRETA < VINVERSA

EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES VDIRETA GLICOSE FRUTOSE VINVERSA VDIRETA = kDIRETA . [GLICOSE] VINVERSA= kINVERSA . [FRUTOSE] DESLOCAMENTO PARA A ESQUERDA DIMINUIÇÃO DE GLICOSE VDIRETA < VINVERSA DESLOCAMENTO PARA A DIREITA DIMINUIÇÃO DE FRUTOSE VDIRETA > VINVERSA

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

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

EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES CONSIDERE UM SISTEMA FECHADO ONDE [CrO4 -2 ] > [Cr2O4-2] 2 CrO4 - 2 (aq) + 2 H+ (aq) Cr2O7 – 2 (aq) + H2O (l) AMARELO ALARANJADO ADIÇÃO DE ÍONS H+ (MEIO ÁCIDO) DESLOCAMENTO PARA A “DIREITA”

EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES CONSIDERE UM SISTEMA FECHADO ONDE [CrO4 -2 ] < [Cr2O4-2] 2 CrO4 - 2 (aq) + 2 H+ (aq) Cr2O7 – 2 (aq) + H2O (l) AMARELO ALARANJADO ADIÇÃO DE ÍONS OH - (MEIO ALCALINO) H + (aq) + OH – (aq) → H2O (l) DESLOCAMENTO PARA A “ESQUERDA”