Cap. 15 - Equilíbrio Químico Filipe Braga - 15900 José Hilário -15861 Prof. Élcio Barrak

O Conceito de Equilíbrio A Constante de Equilíbrio Equilíbrio Heterogêneos Cálculo de Constantes de Equilíbrio Aplicações das Constantes de Equilíbrio O Princípio de Le Châtelier

O Conceito de Equilíbrio Quando uma reação atinge o equilibrio? Quando: velocidade de formação dos produtos apartir do reagente = velocidade de formação dos reagentes apartir do produto Reação direta: A B Reação inversa: B A A reação pode ser demostrada tanto no sentido direto quanto no sentido inverso A B

Quando o equilíbrio químico se estabelece? Quando as pressões parcias de A e B não variam. Quando a reação chega ao equilíbrio, a reação chega ao fim? Não! A reação atinge o equilíbrio dinâmico. Equilíbrio químico: N2 + 3H2 2NH3 (processo de Haper)

A constante de Equilíbrio Quantidade de NH3 pruduzido no equilíbrio depende das quantidades N2 e H2 Se colocado apenas NH3 em um recipiente, uma mistura de equilíbrio NH3, N2 e H2 será formada A condição de equilíbrio pode ser atingida a partir de qualquer sentido

Lei da Ação da Massa: suponhamos que temos a equação geral de equilíbrio aA +bB cC + dD Há constante de equilíbrio em relaçao da pressão parcial: Keq= (PC)c (PD)d /(PA)a (PB)b

Constante de equilíbrio em relação com a concetração: Keq= (C)c (D)d / (A)a (B)b Ordem de grandeza das constants de equilíbrio: Keq>1, equilíbrio encontra-se à direita; predominam os produtos. Keq<1, equilíbrio encontra-se à esquerda;predominam os reagentes

Equilíbrios heterogêneos Se um sólido ou um líquido puro está envolvido em um equilíbrio heterogêneo, sua concentração não é incluída na expressão da constante de equilíbrio para a reação Mesmo não aparecendo na espressão da contante, sólidos e líquidos puros tem que estar precentes no equilíbrio

Cálculo de Constantes de Equilíbrio Kc somente é calculado com [ mol/l] dos elementos no estado de equilíbrio H2(g) + I2(g) 2HI(g) Início 1,00x10-3M 2,00x10-3M o M Variação -0,935x10-3M + 1,87x10-3M Equilíbrio 0,065x10-3M 1,87x10-3M

Cálculo de Constantes de Equilíbrio Kc somente é calculado com [ mol/l] dos elementos no estado de equilíbrio H2(g) + I2(g) 2HI(g) Início 1,00x10-3M 2,00x10-3M o M Variação -x M + 2x M Equilíbrio (1,00 - x) M 2x M

Cálculo de Constantes de Equilíbrio Relação entre Kc e Kp : PV=nRT P=(n/V)RT Pa=[A]RT Substituindo P em Kc : Kp = Kc (RT)Δn , onde Δn é: N2 + 3H2 2NH3 Δn = 2 - 4 = -2

Aplicações das Constantes de Equilíbrio Quociente racional (Q): Q = [Produtos]n / [Reagentes]n Q e K [ mol/l ] Sentido Q > K [ Re ] e [ Pro ] Q = K Q < K

O Princípio de Le Châtelier “ Se um sistema em equilíbrio for pertubado por uma alteração da temperatura, da pressão, ou da concentração de um dos componentes, o sitema deslocará a sua posicão de quilíbrio de modo a anular o efeito de pertubação. ” “Ação e reação”

O Princípio de Le Châtelier [ ] dos reagentes ou produtos, K = cte Volume - Pressão , K = cte Temperatura , K altera

O Princípio de Le Châtelier [ ] dos reagentes ou produtos, K = cte N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Se [H2] Se [H2]

O Princípio de Le Châtelier Volume - Pressão , K = cte N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Se P V [ ] Se P V [ ]

O Princípio de Le Châtelier Temperatura , K altera N2O4(g) 2NO2(g) ΔH= 58,0 kJ Endo. T K R + Calor P Exo. R P + Calor

O Princípio de Le Châtelier Efeito de um Catalizador “ O catalizador aumenta a velocidade na qual o equilíbrio é atingido, mas não altera a composição da mistura reacional no equilíbrio.”

O Princípio de Le Châtelier Diminui a Energia de Ativação (Dir-Ind) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Cat.: Ferro misturado com óxido metálico

Referências Bibliográficas Química - A Ciência Central - Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Bruce E. Bursten http://www.ufsc.br/coperve/vestibular2000/imagens/quimica4.gif