aulaequilbrioquimico02 121023135234-phpapp01

SQM-405SQM-405:

Química Geral e Química Geral e TecnológicaTecnológica

<< Equilíbrio << Equilíbrio Químico >>Químico >>

Ednilsom Orestes

Engenharias: Elétrica (Eletrônica e

En./Automação) e de Computação.

O que vamos aprender?

O Conceito de equilíbrio químico: ponto em que à transformação simultânea de reagentes em produtos e de produtos em reagentes, ambas a mesma velocidade.

Este ponto de equilíbrio é portanto dinâmico e corresponde ao

mínimo de energia livre, caracterizada por

concentrações específicas para cada componente da reação. Juntas, estas concentrações fornecem a constante de equilíbrio de um

determinado sistema em uma determinada condição. É possível mudar o ponto de equilíbrio mudando as condições em que a

reação acontece. No ponto de equilíbrio, cada sistema responde de maneira

diferente às mudanças, mas todas elas são não-espontâneas. Aplicar esse conhecimento para o caso de soluções de ácidos e bases e

suas propriedades e aplicações.

RecaptulandRecaptulando...o...

Gelo + Água, 0°C

EQUILÍBRIO FÍSICO


Equilíbrio Químico

Velocidade da formação de produtos (reação direta) é igual a velocidade da formação de reagentes (reação inversa). Implica na coexistência de reagentes e produtos na mistura.

Caracterizado por uma composição fixa e específica do sistema (concentração ou pressão parcial). Tal composição é aquela que minimiza a variação de energia livre e fornece a constante de equilíbrio.

É “dinâmico” (conversão reagentes em produtos é simultânea à conversão de produtos em reagentes) e responde às mudanças nas condições. Cada sistema responde de uma maneira específica e particular.


Evolução para o equilíbrio.


Dados de Equilíbrio e Constante de Equilíbrio da Reação: 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g) em 1000 K em várias composições iniciais.

p(SO2) p(O2) p(SO3) p K

5,49 x 10-2 3,24 x 10-2 2,21 x 10-4 8,75 x 10-2 5,00 x 10-4

3,16 x 10-3 1,83 x 10-2 9,49 x 10-6 2,15 x 10-2 4,93 x 10-4

9,15 x 10-3 9,15 x 10-3 1,96 x 10-6 1,83 x 10-2 5,02 x 10-4

7,90 x 10-2 7,32 x 10-2 4,75 x 10-4 0,153 4,93 x 10-4

0,120 0,165 1,08 x 10-3 0,286 4,89 x 10-4

Gulberg e Waage, 1864


Constante de Equilíbrio

2

)(2)()(3

CO

gss

PK

COCOCaCO

=

+↔

( )[ ][ ] 22

)(2

)()(2

2−+

−+

=

+↔

OHCaK

OHCaOHCa aqaqs

[ ][ ]+

+

++

=

+↔+

2

2

2)()()(

2)(

Cu

ZnK

ZnCuZnCu aqssaq

Exemplos: a)

b)

c)


Relações entre Constantes de Equilíbrio.

Equação Química Constante de Equilíbrio

aA + bB ↔ cC + dD K1

cC + dD ↔ aA + bB K2 = 1/K1 = (K1)-1

naA + nbB ↔ ncC + ndD (K1)n

Relações entre K’s


Origem de “K”

PR ↔


Energia Livre

Processo só acontece se ∆ST>0. Preciso calcular ∆SSIST e ∆SVIZ.

Outra função termodinâmica calcula tudo, ∆GR.

Verificar se reação é espontânea e quanto trabalho não-expansão pode ser obtido.

Direção mudança espontânea é direção diminuição de G.


Henri le Chatelier

“Quando uma perturbação exterior é aplicada a um sistema em equilíbrio dinâmico, ele tende a se ajustar no sentido de minimizar o efeito da perturbação.”

Henri le Chatelier


Compressão da mistura.

Aumento da pressão desloca o equilíbrio da reação no sentido de diminuir o número de moléculas de gás.


Temperatura e equilíbrio.

Aumento da pressão desloca o equilíbrio da reação no sentido de diminuir o número de moléculas de gás.

Eq. de Van’t Hoff:

−∆−=

211

2 11ln

TTRT

H

K

K

X


Catalisadores


Arrhenius: Base eletrolítica. (H+ e OH-). Brönsted-Lowry: próton solvatado (H3O+).

Lewis: par de elétrons de valência.

Teorias Ácido-Base.

Arrhenius Brönsted e Lowry Lewis


Auto ionização da água

Caráter anfótero. Sorensen: escala de pH.

−+ +↔ )()(3)(22 aqaql OHOHOH

[ ]( )[ ]( )−

+

−=

−=

OHpOH

OHpH

log

log 3


• Quanto mais forte o ácido, mais fraca a base conjugada.

• Quanto mais forte a base, mais fraco o ácido conjugado.

Relações importantes

[ ] [ ] [ ] [ ][ ]

[ ] [ ][ ]B

HOBHK

HA

OHAKOHOHK

pKpOHpH

baw

w

−++−−+ ===

==+

;

;

14

33

[ ] [ ][ ]

[ ] [ ][ ]

wba

wba

pKpKpK

KB

HOBH

HA

OHAKK

=+

=

×

=×

−++− 3

SQM-405SQM-405:

Química Geral e Química Geral e TecnológicaTecnológica

<< Equilíbrio << Equilíbrio Químico >>Químico >>

Ednilsom Orestes

Engenharias: Elétrica (Eletrônica e

En./Automação) e de Computação.

Próxima aula

Ação do Tampão. Titulações ácido-base (estequiometria). Produto de solubilidade. Efeito do íon comum. Precipitação.

Próxima aula

Titulações ácido-base (estequiometria). Ação do Tampão. Produto de solubilidade. Efeito do íon comum. Precipitação.

Próxima aula

Titulações ácido-base (estequiometria). Ação do Tampão. Produto de solubilidade. Efeito do íon comum.

– Precipitação.

Como calcular a força de um ácido?

Calcule o pH e a porcentagem de desprotonação de uma solução de 0,1 M de CH3COOH (Ka=1,8 x 10-5).

+− +↔+ OHCOOHOHCOOHCH 3323

CH3COOH H3O+ CH3COO-

Início 0,10 0,0 0,0

Variação - x + x + x

Equilíbrio 0,1 - x x x

5108,11,0

. −×=−

=x

xxKa ( ) 89,2103,1log

103,13

3

=×−=×=

−

−

pH

x Porcentagem de desprotonação =

1,3%

Como calcular o Ka de um ácido fraco?

Encontre o valor de Ka para uma solução de um ácido fraco de concentração inicial de 0,010 M cujo pH em água é 2,95.

[ ] [ ][ ] [ ] [ ]+

−+

−=

=

OHHAHA

AOH

in 3

3

[ ][ ][ ]

[ ][ ] [ ]

( ) 42

5

3

2

33

104,10011,0010,0

0011,0

108,1

−

−+

+−+

×=−

=

×=−

==

a

ina

K

OHHA

OH

HA

AOHK

[ ][ ] 1

3

95,23

mol.L 0011,0

1010−+

−−+

=

==

OH

OH pH

Solução Tampão

Escolher um ácido (base) fraco(a) cujo(a)

a(o) base(ácido) conjugada(o) tenha o pH

desejado e adicione sua(seu) base(ácido)

conjugada(o) através do sal.

Equilíbrio de Solubilidade

Aplicar conceito de Equilíbrio às soluções

de sais.

Produto de Solubilidade: predizer a

solubilidade de um sal.

Efeito do Íon comum

• Usa Princípio de Le Chatelier para

precipitar íon de sal pouco solúvel.

• Adição de um 2o. Sal (ou ácido) fornece

íons (comuns) da solução.

• Solubilidade do sal origina diminui e ele

precipita.

Efeito do Íon comum

• Qps < Kps : Sal dissolve.

• Qps = Kps : Equilíbrio.

•Qps > Kps : Sal precipita.

aulaequilbrioquimico02 121023135234-phpapp01

Documents