Módulo 4 Capítulo 1.

Apresentação em tema: "Módulo 4 Capítulo 1."— Transcrição da apresentação:

1 Módulo 4 Capítulo 1

2 ©Shutterstock/Shebeko
Equilíbrio Químico AUTORIA: Fábio Roberto Batista EDIÇÃO DE CONTEÚDO: Gabriela Ido Sabino REVISÃO DE TEXTO: Emanuella Kalil CRÉDITOS DAS IMAGENS DE ABERTURA: © Shutterstock/Stacy Barnett; iStockphoto.com/monticelllo; iStockphoto.com/Neustockimages; Thinkstock/Dick Luria ©Shutterstock/Shebeko

3 [OM] De maneira geral, todas as reações são reversíveis. Porém, existem reações em que o sentido inverso ocorre numa proporção tão baixa que são consideradas irreversíveis. Estado de equilíbrio Ao representar as reações reversíveis, reagentes e produtos são separados por uma dupla seta (⇌). Quando os reagentes dão origem aos produtos, chama--se de reação direta. Quando os produtos formados reagem entre si, regenerando os reagentes, tem-se a reação inversa.

4 [OM] No equilíbrio químico, a temperatura é mantida rigorosamente constante. O equilíbrio é atingido no momento em que a velocidade da reação direta se iguala à velocidade da reação inversa.

5 [OM] Macroscopicamente, parece que a reação cessou devido ao fato de as concentrações dos reagentes e dos produtos permanecerem inalteradas. No entanto, as reações continuam ocorrendo; tão logo os produtos sejam formados, começam a reagir, produzindo novamente os reagentes. Uma reação química atinge o estado de equilíbrio químico no momento em que as velocidades das reações direta e inversa se igualam e as concentrações dos reagentes e produtos permanecem constantes, sob temperatura constante. Ao atingir o equilíbrio químico, as concentrações de reagentes e produtos permanecem inalteradas.

6 Constante de equilíbrio
[OM] De maneira geral, todas as reações são reversíveis. Porém, existem reações em que o sentido inverso ocorre numa proporção tão baixa que são consideradas irreversíveis. Constante de equilíbrio O quociente de reação (Q) relaciona as concentrações de produto(s) ao(s) reagente(s) em equilíbrio. Experimentalmente, comprovou-se que, quando uma reação atinge o equilíbrio, o quociente de reação sempre apresenta um valor constante. A essa constante denomina-se constante de equilíbrio (K).

7 Assim, quanto maior o valor da constante, maior o rendimento da reação no sentido de formação do(s) produto(s), ou seja, no sentido direto. Portanto, quanto menor o valor da constante, mais o(s) reagente(s) é(são) favorecido(s), isto é, maior o rendimento da reação no sentido inverso.

8 [OM] A constante cinética (k) sempre é escrita com a letra minúscula e a constante de equilíbrio (K), com maiúscula. Considerando que as reações direta e inversa são elementares, aplica-se a lei de velocidade de Guldberg-Waage: para a reação direta: v1 = k1 . Reagente(s)]x para a reação inversa: v2 = k2 . [Produto(s)]y

9 [OM] Conforme estudado em Cinética Química, é válido lembrar que só fazem parte das equações de velocidade as substâncias que podem sofrer variações em suas concentrações em quantidade de matéria, como é o caso de substâncias em soluções e no estado gasoso. Substâncias na fase sólida ou na de líquido puro apresentam concentrações em quantidade de matéria constantes, sendo assim, seu valor já se encontra no próprio valor de Kc. Pelo mesmo motivo, não deslocam o equilíbrio. Comumente, utiliza-se a expressão da constante de equilíbrio em termos da concentração (Kc). Por esse motivo, substâncias nos estados sólidos e a maioria dos líquidos puros não participam da expressão matemática para o cálculo da constante de equilíbrio Kc.

10 Constante de equilíbrio em termos da pressão parcial (Kp)
[OM] Nesse caso a constante de equilíbrio, denominada Kp, é definida em termos das pressões parciais de cada um dos componentes. Constante de equilíbrio em termos da pressão parcial (Kp) Quando todos os participantes de um equilíbrio são substâncias em estado gasoso, é possível representar a constante de equilíbrio em termos de pressões parciais dessas substâncias.

11 ©Wikimedia Commons/Wikimedia Commons_Resizeandsave
Nesse caso a constante de equilíbrio, denominada Kp, é definida em termos das pressões parciais de cada um dos componentes. Deslocamento de equilíbrio – Princípio de Le Chatelier “Quando um sistema em equilíbrio sofre algum tipo de perturbação externa, ele se deslocará no sentido de minimizar essa perturbação, a fim de atingir uma nova situação de equilíbrio”. ©Wikimedia Commons/Wikimedia Commons_Resizeandsave

12 Alteração na concentração
O aumento na concentração de uma substância (reagente ou produto), ou seja, a sua adição em um sistema, desloca o equilíbrio no sentido de consumi-la. A diminuição na concentração de uma substância (reagente ou produto), ou seja, a sua retirada em um sistema, desloca o equilíbrio no sentido de repor essa quantidade retirada.

13 ©Thinkstock/Getty Images
[OM] Em locais de maior altitude, o ar atmosférico é rarefeito, isto é, a quantidade de oxigênio é menor. Sendo assim, há uma diminuição na concentração de oxiemoglobina presente no sangue. O fato de se ter uma menor quantidade de ar disponível provoca uma mudança no funcionamento do organismo, que pode causar efeitos desconfortáveis. Na Química, isso é explicado pela reação reversível: Hemoglobina + O2(g) ⇌ oxiemoglobina Com o conteúdo sobre o Equil[ibrio Químico, será possível entender o deslocamento provocado por essa alteração no nosso corpo. Os alpinistas, quando têm de realizar uma escalada muito alta, normalmente, passam alguns dias se aclimatando no local para diminuir os desconfortos provocados pela altitude ©Thinkstock/Getty Images

14 Alteração na temperatura
[OM] Em uma reação reversível, se a reação direta é endotérmica, a reação inversa é exotérmica e vice-versa. Alteração na temperatura O aumento da temperatura desloca o equilíbrio no sentido ENDOtérmico (H > 0). A diminuição da temperatura desloca o equilíbrio no sentido EXOtérmico (H < 0).

15 [OM] As variações na pressão não provocam alterações perceptíveis de volume em sistemas nos quais estão presentes apenas sólidos ou líquidos; por isso, não afetam o equilíbrio. Alteração na pressão O aumento da pressão desloca o equilíbrio no sentido da reação em que ocorre uma diminuição na quantidade de matéria (mol) das espécies gasosas presentes no sistema. A diminuição da pressão desloca o equilíbrio no sentido da reação em que ocorre um aumento na quantidade de matéria (mol) das espécies gasosas presentes no sistema.

16 Efeito do catalisador [OM]
Ao interagir com os reagentes, o catalisador fornece um caminho de reação alternativo, cuja energia de ativação é menor. Portanto, a presença de um catalisador em um sistema em equilíbrio não o altera, uma vez que ele aumenta a velocidade tanto da reação direta como da inversa, por meio da alteração da energia de ativação em ambos os sentidos. Efeito do catalisador

17 [OM] Lembrar aos alunos que o inibidor catalítico age de modo contrário ao do catalisador. Ou seja, a função do inibidor é diminuir a rapidez de ocorrência de uma reação. Ao interagir com as moléculas dos reagentes, ele fornece um caminho alternativo, que exige mais energia para que a reação se efetive. Com o aumento da energia de ativação do sistema, a presença de um inibidor adequado no equilíbrio químico diminui a velocidade da reação em ambos os sentidos. O único efeito provocado pelo catalisador no equilíbrio químico é a diminuição do tempo necessário para que esse equilíbrio seja atingido.

18 As alterações provocadas pelos fatores externos podem ocasionar uma maior produção ou um maior consumo de substâncias ao se atingir um novo equilíbrio.