equilíbrio químicobrio químico expressão da constante de equilíbrio: -todas as concentrações...
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Equilíbrio Químico
Estalactites: CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O (l) Ca2+(aq) + 2 HCO3
-(aq) Estalagmites: Ca2+(aq) + 2 HCO3
-(aq) CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O (l)
Reações químicas são reversíveis
Equilíbrio Químico
Equilíbrio: estado em que tanto a reação direta quanto a inversa continuam ocorrendo com velocidades iguais, mas nenhuma variação química é observada:
Ca2+(aq) + 2 HCO3-(aq) CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O (l)
Equilíbrio Químico
Expressão da constante de equilíbrio:
-Todas as concentrações são valores em equilíbrio;
-Nunca se usa unidades com K.
-O valor da constante K depende da reação em questão e da
temperatura;
-Cada concentração é elevada à potência de seu coeficiente
estequiométrico na equação química balanceada;
-As concentrações de produtos aparecem no numerador e as
concentrações de reagentes aparecem no denominador;
Equilíbrio Químico
Escrevendo expressões da Constante de Equilíbrio:
•Reações que envolvem sólidos
S (s) + O2 (g) SO2 (g) K = [SO2] [O2]
As concentrações de quaisquer reagentes e produtos sólidos não
são incluídas na expressão da constante de equilíbrio.
Equilíbrio Químico
Escrevendo expressões da Constante de Equilíbrio:
•Reações em solução aquosa
NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH- (aq)
K = [NH4
+] [OH-] [NH3]
A concentração molar da água não é incluída na expressão da
constante de equilíbrio.
Significado da Constante de Equilíbrio Químico
-K > > 1: A reação é produto – favorecida: As concentrações de equilíbrio dos produtos são maiores do que as concentrações de equilíbrio dos reagentes.
-K < < 1: A reação é reagente – favorecida: As concentrações de equilíbrio dos reagentes são maiores do que as concentrações de equilíbrio dos produtos.
Equilíbrio Químico
Quando os reagentes e produtos em uma reação não estão em equilíbrio é conveniente calcular o quociente da reação:
aA + bB cC + dD
Q = [C]c [D]d
[A]a [B]b
As concentrações dos reagentes e produtos na expressão para Q são aquelas que ocorrem em qualquer ponto à medida que a reação procede a partir dos reagentes para uma mistura em equilíbrio.
Equilíbrio Químico X Quociente de Reação
Q = K sistema está em equilíbrio Q < K Reagentes Produtos – [R] [P] Q>K Produtos Reagentes - [P] [R]
Equilíbrio Químico X Quociente de Reação
Exemplo: O dióxido de nitrogênio, NO2, um gás castanho, existirá em equilíbrio com o gás incolor N2O4, K=171 a 298 K: 2 NO2 (g) N2O4 (g) K = 170 Suponha que, em um momento específico, a concentração de NO2 seja 0,015 M e que a concentração de N2O4 seja 0,025 M. Q é maior, menor ou igual a K? Se o sistema não estiver em equilíbrio, em que direção a reação deverá proceder para que atinja o equilíbrio?
Determinação de uma Constante de Equilíbrio
2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) Experimento a 852 Kelvin: [SO2] = 3,61 x 10-3 mol L-1
[O2] = 6,11 x 10-4 mol L-1
[SO3] = 1,01 x 10-2 mol L-1
Calcular o valor de K?
Determinação de uma Constante de Equilíbrio
Quando conhecemos as concentrações iniciais dos reagentes e apenas uma das concentrações dos reagentes ou dos produtos no equilíbrio, como calcular K a 1000K para a reação:
2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) [SO2]inicial = 1,00 mol L-1
[O2]inicial = 1,00 mol L-1
[SO3]eq. = 0,925 mol L-1
Determinação de uma Constante de Equilíbrio
Exemplo: Uma solução aquosa de etanol e ácido acético, cada um com uma concentração inicial de 0,810 M, é aquecida a 100 C. Em equilíbrio, a concentração de ácido acético é de 0,748 M. Calcule K para a reação:
C2H5OH (aq) + CH3CO2H (aq) CH3CO2C2H5 (aq) + H20 (l)
Determinação de uma Constante de Equilíbrio
Exemplo: Uma solução é preparada dissolvendo-se 0,050 mol de diiodociclohexano. O volume total de solução é 1,00 L. Quando a reação
C6H10I2 C6H10 + I2 atinge o equilíbrio a 35 C, a concentração de I2 é 0,035 mol L-1. (a) Quais são as concentrações de C6H10I2 e C6H10 no equilíbrio? (b) Calcule K, a constante de equilíbrio.
Usando constantes de equilíbrio em cálculos
Exemplo: Suponha que você esteja estudando a decomposição do PCl5 para formar PCl3 e Cl2. Sabendo que K = 1,20 a uma determinada temperatura e que a concentração inicial de PCl5 é 1,60 M, quais serão as concentrações de equilíbrio do reagente e dos produtos?