3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 Carlos Corrêa Fernando Basto Noémia Almeida Delfim Pereira AULA nº 10 Unidade 1 Capítulo 3.

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1 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 Carlos Corrêa Fernando Basto Noémia Almeida Delfim Pereira AULA nº 10 Unidade 1 Capítulo 3

2 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 SUMÁRIO 3.1 Deslocamento do estado de equilíbrio 3.2 Factores que afectam o estado de equilíbrio 3.3 O Princípio de Le Chatelier

3 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 3.1 Deslocamento do estado de equilíbrio Qual a razão de se efectuar o controlo das reacções químicas? Explosão!Aquecimento.Catalisadores. Interessa?Qual a razão?Para quê?

4 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 Alteração do estado do sistema (por exemplo, maiores quantidades de produtos de reacção) Alteração da concentração dos reagentes Alteração da temperatura do sistema Alteração da pressão do sistema S I S T E M A em equilíbrio S I S T E M A em equilíbrio A + B C + D Novo estado do sistema

5 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 3.2 Factores que afectam o equilíbrio A - Efeito da concentração A(aq) B(aq) em equilíbrio = K c [A] [B] Adicionando um pouco de A: Decresce; [A] [B] [A] [B] = Q < K c O sistema vai evoluir para novo estado de equilíbrio, com Q = K c Não-equilíbrio [A] diminui e [B] aumenta [A] aumenta

6 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 RESUMINDO ReagentesProdutos Se [Reagentes] aumenta Se [Produtos] aumenta

7 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 B – Efeito da Temperatura Recordando: Reacção exotérmica Reacção endotérmica K diminuiK aumenta Exemplos : I 2 (g) 2 I(g) T / K K c 800 3,1 x 10 -5 1200 6,8 x 10 -2 H 2 (g) + Cl 2 (g) 2 HCl(g) Endotérmica Exotérmica T / K 300 500 1000 K c 4,1 x 10 31 4,0 x 10 18 5,1 x 10 8

8 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 RESUMINDO: Reacção endotérmica Reacção exotérmica KcKc Temperatura KcKc

9 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 C - Efeito da pressão: 3 H 2 (g) + N 2 (g) 2 NH 3 (g) 4 moles de gás 2 moles de gás NH 3 Quando a pressão aumenta o sistema tende a ocupar menor volume: o equilíbrio desloca-se no sentido directo (formação de NH 3 ). 4V passa a 2V Se a pressão diminui, o sistema desloca-se no sentido inverso.

10 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 RESUMINDO: a A + b B c C + d D a + b > c + d a + b < c + d a + b = c + d se... Quando a pressão aumenta... o equilíbrio desloca-se... no sentido directo no sentido inverso Nenhum efeito da pressão =... no sentido dos menores volumes Quando a pressão diminui, o equilíbrio desloca-se no sentido dos maiores volumes

11 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 3.2 O Princípio de Le chatelier It is fortunate that there is a general qualitative principle, called Le Chatelier's principle, that relates to all the applications of the principles of chemical equilibrium (...) Some years after you have finished your college work, you may (unless you become a chemist or work in some closely related field) have forgotten all the mathematical equations relating to chemical equilibrium. I hope, however, that you will not have forgotten Le Chatelier's principle. Linus Pauling A importância do Princípio de Le chatelier

12 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 Quando um sistema em equilíbrio é sujeito a uma perturbação única (como a alteração da concentração, da temperatura ou da pressão), o equilíbrio desloca-se no sentido que contraria essa perturbação, até se estabelecer novo equilíbrio. Princípio de Le Chatelier Se a concentração de um reagente aumentar O equilíbrio desloca-se no sentido que contraria esse aumento (consumo do reagente) Se a temperatura aumentar O equilíbrio desloca-se no sentido que contraria esse aumento (sentido endotérmico) Se a pressão aumentar O equilíbrio desloca-se no sentido que contraria esse aumento (sentido do menor volume das substâncias gasosas)

13 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 a) Efeito da concentração NH 3 (aq) + H 2 O(l) NH 4 + (aq) + HO - (aq) NH 3 (aq) + Fenolftaleína Adicionando NH 4 Cl(s)...... a reacção desloca-se no sentido inverso (em oposição ao aumento de [NH 4 + ]) diminuindo [HO - ], descorando a fenolftaleína....a solução descora.

14 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 b) Efeito da temperatura 2 NO 2 (g) N 2 O 4 (g) H = - 57,2 kJ / mol H Castanho-avermelhadoIncolor O sistema contraria a diminuição da temperatura formando mais N 2 O 4, com libertação de calor. Reacção exotérmica

15 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 c) Efeito da pressão Incolor 2 NO 2 (g) N 2 O 4 (g) Castanho-avermelhado Aumentando a pressão O sistema reagiu ao aumento de pressão diminuindo [NO 2 ] e aumentando [N 2 O 4 ] (menor número de moléculas de gás). Menor volume Maior volume Cu(s) + HNO 3 NO 2 (g) Aspectos práticos

16 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 Resumo Geral Efeito da concentração: a A + b B c C Efeito da pressão (p): a A(g) + b B(g) c C(g) Efeito da temperatura (T): a A(g) + b B(g) c C(g) Se [A] e/ou [B] aumenta Se [A] e/ou [B] diminui Se [C] aumenta Se [C] diminui a + b < ca + b > ca + b = c Se p aumenta Se p diminui Se p aumenta Se p diminui Sem qualquer efeito d i d id i d i Se T aumenta Se T diminui Se T aumenta Se T diminui Sem qualquer efeito Endotérmica ( H > 0]Exotérmica ( H < 0]Atérmica ( H = 0] d id i

17 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10 Em conjunto Efeito da concentração: a A + b B c C Efeito da pressão (p): a A(g) + b B(g) c C(g) Efeito da temperatura (T): a A(g) + b B(g) c C(g) Se [A] e/ou [B] aumenta Se [A] e/ou [B] diminui Se [C] aumenta Se [C] diminui a + b < ca + b > ca + b = c Se p aumenta Se p diminui Se p aumenta Se p diminui Sem qualquer efeito d i d id i d i Se T aumenta Se T diminui Se T aumenta Se T diminui Sem qualquer efeito Endotérmica ( H > 0]Exotérmica ( H < 0]Atérmica ( H = 0] d id i

18 3. O controlo das reacções químicas U1 - Aula nº 10