Cap. 15 - Equilíbrio Químico
Filipe Braga - 15900
José Hilário -15861 Prof. Élcio Barrak
O Conceito de Equilíbrio
A Constante de Equilíbrio
Equilíbrio Heterogêneos
Cálculo de Constantes de Equilíbrio
Aplicações das Constantes de Equilíbrio
O Princípio de Le Châtelier
O Conceito de Equilíbrio
Quando: velocidade de formação dos produtos apartir do reagente = velocidade de formação dos reagentes apartir do produto
Reação direta: A B Reação inversa: B A
A reação pode ser demostrada tanto no sentido direto quanto no sentido
inversoA B
Quando uma reação atinge o equilibrio?
Quando as pressões parcias de A e B não variam.
Quando a reação chega ao equilíbrio, a reação chega ao fim?
Não! A reação atinge o equilíbrio dinâmico.
Equilíbrio químico:
N2 + 3H2 2NH3 (processo de
Haper)
Quando o equilíbrio químico se estabelece?
A constante de Equilíbrio
Quantidade de NH3 pruduzido no equilíbrio depende das quantidades N2 e H2
Se colocado apenas NH3 em um recipiente, uma mistura de equilíbrio NH3, N2 e H2 será formada
A condição de equilíbrio pode ser atingida a partir de qualquer sentido
Lei da Ação da Massa: suponhamos que temos a equação geral de equilíbrio aA +bB cC + dD
Há constante de equilíbrio em relaçao da pressão parcial: Keq= (PC)c (PD)d /(PA)a (PB)b
Constante de equilíbrio em relação com a concetração: Keq= (C)c (D)d / (A)a (B)b
Ordem de grandeza das constants de equilíbrio: Keq>1, equilíbrio encontra-se à direita; predominam os produtos. Keq<1, equilíbrio encontra-se à esquerda;predominam os reagentes
Equilíbrios heterogêneos
Se um sólido ou um líquido puro está envolvido em um equilíbrio heterogêneo, sua concentração não é incluída na expressão da constante de equilíbrio para a reação
Mesmo não aparecendo na espressão da contante, sólidos e líquidos puros tem que estar precentes no equilíbrio
Cálculo de Constantes de Equilíbrio
Kc somente é calculado com [ mol/l] dos elementos no estado de equilíbrio
Início 1,00x10-3M 2,00x10-3Mo M
Variação -0,935x10-3M -0,935x10-3M+ 1,87x10-3M
Equilíbrio
0,065x10-3M0,065x10-3M
1,87x10-3M
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
Cálculo de Constantes de Equilíbrio
Kc somente é calculado com [ mol/l] dos elementos no estado de equilíbrio
Início 1,00x10-3M 2,00x10-3Mo M
Variação -x M -x M+ 2x M
Equilíbrio
(1,00 - x) M(1,00 - x) M
2x M
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
Cálculo de Constantes de Equilíbrio
Relação entre Kc e Kp :
PV=nRTP=(n/V)RT
Pa=[A]RT
Substituindo P em Kc :
Kp = Kc (RT)Δn ,
onde Δn é:
N2 + 3H2 2NH3 Δn = 2 - 4 = -2
Aplicações das Constantes de Equilíbrio
Quociente racional (Q):
Q = [Produtos]n / [Reagentes]n
Q e K [ mol/l ] Sentido
Q > K[ Re ] e [ Pro ]
Q = K[ Re ] e [ Pro ]
Q < K[ Re ] e [ Pro ]
O Princípio de Le Châtelier
“ Se um sistema em equilíbrio for pertubado por uma alteração da temperatura, da pressão, ou da concentração de um dos componentes, o sitema deslocará a sua posicão de quilíbrio de modo a anular o efeito de pertubação. ”
“Ação e reação”
O Princípio de Le Châtelier
[ ] dos reagentes ou produtos, K = cte
Volume - Pressão , K = cte
Temperatura , K altera
O Princípio de Le Châtelier
[ ] dos reagentes ou produtos, K = cte
Se [H2]Se [H2]
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
O Princípio de Le Châtelier
Volume - Pressão , K = cte
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Se P
Se P
V[ ]
V[ ]
O Princípio de Le Châtelier
Temperatura , K altera
N2O4(g) 2NO2(g) ΔH= 58,0 kJ
Endo.
T KR + Calor
P
T KR + Calor
P
Exo. T KR P + Calor
T KR P +
Calor
O Princípio de Le Châtelier
Efeito de um Catalizador
“ O catalizador aumenta a velocidade na qual o equilíbrio é atingido, mas não altera a composição da mistura reacional no equilíbrio.”
O Princípio de Le Châtelier
Diminui a Energia de Ativação (Dir-Ind)
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Cat.: Ferro misturado com óxido metálico
Referências Bibliográficas
Química - A Ciência Central - Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Bruce E. Bursten
http://www.ufsc.br/coperve/vestibular2000/imagens/quimica4.gif