EQUILÍBRIO QUÍMICO.

Apresentação em tema: "EQUILÍBRIO QUÍMICO."— Transcrição da apresentação:

1 EQUILÍBRIO QUÍMICO

2 EQUILÍBRIO QUÍMICO O que é equilíbrio químico?
Quais são os aspectos qualitativos e quantitativos mais importantes?

3 Propriedades de Um Equilíbrio
Sistemas em equilíbrio são: DINÂMICOS (em movimento constante) REVERSÍVEIS Podem ser atingidos de qualquer direção Rosa para azul Co(H2O)6Cl2  Co(H2O)4Cl H2O Azul para rosa Co(H2O)4Cl H2O  Co(H2O)6Cl2

4 Dinamismo do Equilíbrio
Equilíbrio – dois processos opostos que ocorrem com velocidades iguais, em movimento constante Velocidade da reação direta Velocidade da reação inversa = A Velocidade da mulher é igual à Velocidade da esteira, em sentido oposto Tanto a esteira quanto a mulher continuam se movendo, mas macroscopicamente o sistema não se altera

5 Dinamismo do Equilíbrio
Velocidade da reação direta = Velocidade da reação inversa i A  B d H2O(s)  H2O(l)  H2O(g) I2(H2O)  I2(CCl4) Co(H2O)4Cl2 + 2 H2O  Co(H2O)6Cl2 CO(g) + 2 H2(g)  CH3OH(g)

6 Equilíbrio Químico Fe3+ + SCN- FeSCN2+
 +  Fe(H2O)63+ Fe(SCN)(H2O)53+ + SCN- + H2O

7 Equilíbrio Químico Fe3+ + SCN- FeSCN2+
 Após um certo tempo, as concentrações de reagentes e produtos se tornam constantes, mas não necessariamente iguais. As reações direta e inversa continuam depois de atingido o estado de equilíbrio.

8 Exemplos de Equilíbrios Químicos
Formação de estalactites e estalagmites CaCO3(s) + H2O(liq) + CO2(g) Ca2+(aq) + 2 HCO3-(aq) 

9 Reversibilidade no Equilíbrio Químico
Tecnicamente, todas as reações químicas são um equilíbrio, ou seja, não se completa. Mas quando a concentração de reagentes ou produtos é MUITO BAIXA, diz-se que a reação aconteceu completamente. Exemplo: H+(aq) + OH-(aq)  H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) H2O(l)

10 Reversibilidade no Equilíbrio Químico
Teoria das Colisões: Quando 2 moléculas A e B colidem uma com a outra numa orientação apropriada e com suficiente energia, elas podem reagir formando novas moléculas, os produtos C e D. O diagrama de energia potencial para esta colisão, supostamente exotérmica, pode ser apresentado como:

11 Complexo Ativado Energia Potencial Reagentes A + B DH Produtos C + D

12 Reversibilidade no Equilíbrio Químico
A partir de um momento, quantidades significativas de C e D são formadas, e sua concentração começa a aumentar. Torna-se inevitável que uma molécula de C colida com uma de D. Se esta colisão ocorrer com energia e orientação adequadas, elas podem reagir e formar novamente as moléculas originais A e B. Este evento, supostamente endotérmico, apresenta o seguinte diagrama de energia potencial:

13 Complexo Ativado Energia Potencial Reagentes A + B DH Produtos C + D

14 Reversibilidade no Equilíbrio Químico
Qualquer reação que ocorra em extensão significativa tanto nos sentidos direto como inverso é chamada de reação reversível: A + B  C + D

15 Aspectos Quantitativos do Equilíbrio Químico
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO Suponha que a reação a seguir ocorra de forma elementar em ambos os sentidos e que inicialmente apenas A e B estejam presentes no vaso de reação. a A + b B  c C + d D

16 A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
A , B Inicialmente, Velocidade da Reação: Velocidade da reação direta Inicialmente C e D não estão presentes, ou seja, não há reação inversa. Há apenas a reação direta:

17 A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
A , B , C , D Após um certo tempo, a concetração de C e D cresce e a reação inversa começa a acontecer também: Velocidade da Reação: Velocidade da Reação Inversa Conforme a reação prossegue, as concentrações de A e B caem, ao passo que as de C e D aumentam. As velocidades das reações direta e inversa seguem o seguinte comportamento:

18 A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
Quando as velocidades se tornam iguais, as concentrações de A, B, C e D não mais mudam no tempo. Atingiu-se o equlíbrio químico. No entanto, lembre-se que ao nível molecular tanto a reação direta quanto a inversa continuam ocorrendo, pois o equilíbrio é dinâmico, só que ocorrem continuamente na mesma velocidade.

19 A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
Para o exemplo realizado na lousa e para uma formulação mais completa, levando-se em conta a lei de ação das massas: Se K é conhecida, pode-se prever as concentrações de reagentes ou produtos.

20 Determinação de K 2 NOCl(g)  2 NO(g) + Cl2(g)
Coloque 2,00 mol de NOCl em um frasco de 1,00 L. No equilíbrio você encontra 0,66 mol/L de NO. Calcule K. Solução Construa uma tabela de concentrações [NOCl] [NO] [Cl2] Inicial 2, Variação Equilíbrio 0,66

21 Determinação de K 2 NOCl(g)  2 NO(g) + Cl2(g)
Coloque 2,00 mol de NOCl em um frasco de 1,00 L. No equilíbrio você encontra 0,66 mol/L de NO. Calcule K. Solução Construa uma tabela de concentrações [NOCl] [NO] [Cl2] Inicial 2, Variação -0,66 +0,66 +0,33 Equilíbrio 1,34 0,66 0,33

22 Determinação de K 2 NOCl(g)  2 NO(g) + Cl2(g) [NOCl] [NO] [Cl2]
Inicial 2, Variação -0,66 +0,66 +0,33 Equilíbrio 1,34 0,66 0,33

23 Determinação de K Exemplos
Escreva as expressões de constante de equilíbrio para as seguintes reações: Equações Químicas balanceadas

24 Relações Envolvendo a Constante de Equilíbrio
A reversão de uma reação causa a inversão de K. A multiplicação dos coeficientes por um fator comum eleva a constante de equilíbrio à potencia correspondente. A divisão dos coeficientes por um fator comum leva à raiz correspondente da constante de equilíbrio.

25 Combinando Expressões de Constante de Equilíbrio
N2O(g) + ½O2  2 NO(g) Kc= ? N2(g) + ½O2  N2O(g) Kc(2)= 2,7x10-18 N2(g) + O2  2 NO(g) Kc(3)= 4,7x10-31 Kc= [N2O][O2]½ [NO]2 = [N2][O2]½ [N2O] [N2][O2] Kc(2) 1 Kc(3) = 1,7x10-13

26 Gases: A constante de Equilíbrio, KP
Misturas de gases são soluções, da mesma forma que os líquidos. Use KP, baseado nas pressões parciais dos gases. Equações Químicas balanceadas

27 Líquidos e Sólidos Puros
As expressões das constantes de equilíbrio não têm termos de concentração para fases líquidas ou sólidas de um determinado componente (isto é, sólidos ou líquidos puros). C(s) + H2O(g)  CO(g) + H2(g) [CO][H2] PCOPH2 Kc = e Kp = [H2O]2 PH2O2

28 Escrevendo e Manipulando Expressões de K
Sólidos NUNCA aparecem em expressões de equilíbrio. S(s) + O2(g)  SO2(g)

29 Queima de Calcário CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g) Kc = [CO2] KP = PCO2(RT)
K is independent of the amount of CaCO3 or CaO in the flask, as long as there is some of each present.

30 Escrevendo e Manipulando Expressões de K
Sólidos NUNCA aparecem em expressões de equilíbrio. NH3(aq) + H2O(liq)  NH4+(aq) + OH-(aq)

31 O Significado de K 1. Podemos dizer se a reação é reagente- ou produto-favorecida. Para N2(g) H2(g)  2 NH3(g) Conc. de produtos é muito maior que a de reagentes no equilíbrio. A reação é fortemente produto-favorecida.

32 O Significado de K Para AgCl(s)  Ag+(aq) + Cl-(aq)
Kc = [Ag+] [Cl-] = 1,8 x 10-5 Conc. de produtos é muito menor que a de reagentes no equilíbrio. A reação é fortemente reagente-favorecida.

33 Produto- ou Reagente- Favorecida
Produto-favorecida Reagente-favorecida