Profª Rosana Maria Dell´Agnolo ( ducha) Equilíbrio Químico MAGNO 2012 3.as Séries Profª Rosana Maria Dell´Agnolo ( ducha)

Equilíbrio Químico - Conceito Uma Reação reversível se processa simultaneamente nos dois sentidos. Os reagentes se transformam nos produtos e, à medida que se formam, os produtos regeneram os reagentes iniciais. 1 CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) 2

A reação está caminhando Equilíbrio Químico - Determinação Experimental Tempo de reação (min) CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) (600°C) 1,00 1,00 A reação vai começar 10 0,50 0,50 0,50 0,50 A reação está caminhando 20 0,32 0,32 0,68 0,68 30 0,24 0,24 0,76 0,76 Concentração média A reação chegou ao equilíbrio 40 0,20 0,20 0,80 0,80 50 0,20 0,20 0,80 0,80 60 0,20 0,20 0,80 0,80

Representação Gráfica do Equilíbrio Equilíbrio Químico Representação Gráfica do Equilíbrio Concentração (mol/L) 1,00 Produtos (CO2 e NO) 0,80 0,60 Equilíbrio atingido 0,40 Reagentes (CO e NO2) 0,20 reação caminhando estado de equilíbrio Tempo (min) estado inicial 40

Ao atingir o equilíbrio: Equilíbrio Químico Gráfico: Velocidade x Tempo velocidade reação direta v1 Ao atingir o equilíbrio: v2 V1 = V2 reação inversa Tempo (min) t

Conceito de Equilíbrio Químico Equilíbrio químico: estado no qual as velocidades das reações direta e inversa se igualam. Continuam ocorrendo tanto a reação direta quanto a inversa. Conseqüentemente o equilíbrio é um equilíbrio dinâmico. Recordando: o equilíbrio químico só pode ser atingido em sistemas fechados (onde não há troca de matéria e energia).

Equilíbrio Químico Equilíbrio Homogêneo Equilíbrios homogêneos: ocorrem em reações nas quais todos os reagentes e produtos formam um sistema homogêneo. Exemplos: Sistemas gasosos: H2 (g) + I2(g) 2 HI(g) Soluções: CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) CH3COOC2H5(aq) + H2O(l)

Equilíbrio Heterogêneo Equilíbrio Químico Equilíbrio Heterogêneo Equilíbrios heterogêneos: ocorrem em reações nas quais todos os reagentes e produtos formam um sistema heterogêneo. Exemplos: Substâncias sólidas e gasosas: 2C(s) + O2 (g) 2 CO(g) Solução saturada e o precipitado correspondente: BaSO4 (s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)

a a < 1 a% 100 a a Grau de Equilíbrio e Equilíbrio Químico Grau de Equilíbrio a = Quantidade de mols que reagiu Quantidade inicial de mols a < 1 a% 100 e a Próximo de 1 (ou 100%): rendimento da reação é grande a Próximo de 0: rendimento da reação é pequeno

a a% = 80% a = 0,80 Grau de Equilíbrio ou 1,00 - 0,20 1,00 Equilíbrio Químico Grau de Equilíbrio reação CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) (600°C) Início 1,00 1,00 Equilíbrio 0,20 0,20 0,80 0,80 a Quantidade de mols de CO que reagiu 1,00 - 0,20 = = Quantidade inicial de mols 1,00 a = 0,80 a% = 80% ou

Na reação, em sistema fechado e à 600°C, temos : Equilíbrio Químico Constante de Equilíbrio Na reação, em sistema fechado e à 600°C, temos : + NO2(g) NO(g) CO2(g) CO(g) velocidade da reação direta: V1 = k1 [CO] [NO2] velocidade da reação inversa: V2 = k2 [CO2] [NO] no equilíbrio as velocidades da reação direta e inversa são iguais: V1 = V2 = k1 [CO] [NO2] = k2 [CO2] [NO] k1 k2 = [CO] [NO2] [CO2] [NO] ou

Constante de Equilíbrio KC Equilíbrio Químico Constante de Equilíbrio KC k1 [CO2] [NO] = k2 [CO] [NO2] k1 k2 = [CO] [NO2] [CO2] [NO] Kc Kc é chamado de constante de equilíbrio em termos de concentrações em mol/L

Constante de Equilíbrio KP Equilíbrio Químico Constante de Equilíbrio KP Dada a reação: CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) p(CO2).p(NO) Kp = p(CO).p(NO2) Kp é chamado de constante de equilíbrio em termos das pressões parciais dos gases da reação

Equilíbrios Heterogêneos Equilíbrio Químico Equilíbrios Heterogêneos Dada a reação: OU

a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g) Equilíbrio Químico Relação entre KP e KC a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g) * Quando

Verificando se o sistema atingiu o equilíbrio Equilíbrio Químico Quociente de Reação Verificando se o sistema atingiu o equilíbrio (600°C) [CO2] [NO] [CO] [NO2] Q = Tempo de reação (min) CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) 1,00 1,00 10 0,50 0,50 0,50 0,50 1,00 20 0,32 0,32 0,68 0,68 4,52 30 0,24 0,24 0,76 0,76 10,03 40 0,20 0,20 0,80 0,80 16,00 50 0,20 0,20 0,80 0,80 16,00 60 0,20 0,20 0,80 0,80 16,00

Condição de Equilíbrio Equilíbrio Químico Quociente de Reação Condição de Equilíbrio CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) (600°C) 1º experimento [CO2] [NO] [CO] [NO2] Q = concentrações iniciais (mol/L) 1,00 1,00 concentrações no equilíbrio(mol/L) Q = 0,80 . 0,80 0,20 . 0,20 16 0,20 0,20 0,80 0,80 2º experimento [CO2] [NO] [CO] [NO2] Q = concentrações iniciais (mol/L) 2,00 1,00 concentrações no equilíbrio (mol/L) Q = 0,947 . 0,947 1,053 . 0,053 16 1,053 0,053 0,947 0,947

Constante de Equilíbrio Equilíbrio Químico Quociente de Reação Constante de Equilíbrio O valor de Q é igual em todos os casos. Independentemente da maneira pela qual o equilíbrio foi estabelecido, o valor de Q é uma constante do equilíbrio à 600°C. Essa constante é conhecida como constante de equilíbrio, K, para uma reação àquela temperatura. No equilíbrio: Q = K Essa igualdade descreve a condição que é obedecida por um sistema em equilíbrio, por isso ela é a condição de equilíbrio.