Prof. Cristian Berto da Silveira

1. QUÍMICA GERAL UNIDADE 8 – EQUILÍBRIO QUÍMICO Prof. Cristian Berto da Silveira

2. Química Geral UNIDADE 8 – EQUILÍBRIO QUÍMICO Reação Química: É o processo de mudança ou conversão de uma ou mais substâncias em outras. Quando uma reação química atinge o equilíbrio? Uma reação química atinge o equilíbrio quando as velocidades de consumo dos reagentes e aparecimento dos produtos são iguais. A + B C + D A + B C + D Reação Direta Reação Inversa

3. Química Geral As reações inversas são chamadas de reações reversíveis. Toda reação reversível tende ao equilíbrio químico. Velocidade = distância (m) / tempo (s) Para as reação química temos: V2 (B) = - [B] / t (s) V1 (A) = - [A] / t (s) Desaparecimento dos Reagentes Aparecimento dos Produtos V3 (C) = [C] / t (s) V4 (D) = [D] / t (s) No equilíbrio químico a velocidade de desaparecimento dos reagente é igual a velocidade de aparecimento dos produtos. A velocidade da reação direta é dada: V1 = k1 [A] . [B] A velocidade da reação inversa é dada: V2 = k2 [C] . [D]

4. Química Geral Para uma Reação Global temos que: V1 V2 V1 = V2 aA + bBcC + dD K1. [A].[B] = K2. [C].[D] K1 [C].[D] = K2 [A].[B] K1 = Kc (Constante de Equilíbrio) K2

5. Química Geral Constante de Equilíbrio (Kc) = Multiplicação das concentrações dos produtos dividido pela concentração dos reagentes, elevado nos seus respectivos coeficientes estequiométricos. V1 V2 aA + bBcC + dD [C]c [D]d Kc = [A]a [B]b Quando a Constante de Equilíbrio (Kc) for elevada, o equilíbrio químico estará deslocada para os produtos. Quando a Constante de Equilíbrio (Kc) for baixa, o equilíbrio químico estará deslocada para os reagentes.

6. Química Geral Para algumas reações químicas o excesso de reagentes, após ser atingido o equilíbrio químico, são tão pequenos que considera-se como reações completas. Exemplo 1: Determine a constante de equilíbrio para a reação abaixo: Exemplo 2: Determine a constante de equilíbrio para a reação abaixo: H2(g) + I2(g) 2HI(g) H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) [HI]2 [HCl]2 Kc = Kc = [H2].[I2] [H2].[Cl2]

7. Química Geral Ex. 1: Determine a constante de equilíbrio para a reação abaixo: Sabendo que: H2 = 0,324 mol.L-1; N2 = 0,305 mol.L-1; NH3 = 0,796 mol.L-1 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) N2(g) + H2(g) NH3(g) [0,796]2 Kc = Kc = 61,60 [0,324]3 .[0,305] [NH3]2 Kc = [H2]3 .[N2]

8. Química Geral Ex. 2: Suponha que em uma mistura em equilíbrio entre H2, Cl2, para formar HCl as concentrações de H2 e Cl2 sejam 1.10-11 mol.L-1 e 2.10-10, respectivamente. Determine a concentração molar de HCl sabendo que Kc = 4,8.1018. [H2].[Cl2] [HCl] = Kc [HCl] = 0,089 mol.L-1 H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) Quais são os parâmetros que interferem no equilíbrio de uma reação química? [HCl]2 Kc = [H2].[Cl2]

9. Química Geral Princípio de Le Châtelier Quando uma perturbação exterior é aplicada a um sistema em equilíbrio, o sistema tende a se ajustar para alcançar um novo equilíbrio. * Influência da Adição e Remoção de Reagentes no Equilíbrio Químico: O que acontece com o equilíbrio da reação se: H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) - Adicionar o mais HCl: Desloca o equilíbrio para reagente; - Remover H2: Desloca o equilíbrio para reagente; [HCl]2 - Remover HCl: Desloca o equilíbrio para o produto; Kc = - Adicionar o mais Cl2: Desloca o equilíbrio para o produto; [H2].[Cl2]

10. Química Geral - Quando um reagente é adicionado a uma mistura em equilíbrio a reação tende a se deslocar no sentido de formação do produto; - Quando um reagente é removido de uma mistura em equilíbrio a reação tende a se deslocar no sentido de formação do reagente; - Quando um produto é adicionado a uma mistura em equilíbrio a reação tende a se deslocar no sentido de formação do reagente; - Quando um produto é removido de uma mistura em equilíbrio a reação tende a se deslocar no sentido de formação do produto;

11. Química Geral * Influência da Pressão no Equilíbrio Químico: O que acontece com o equilíbrio da reação se: - Aumentarmos a pressão do sistema? O equilíbrio de desloca para o lado dos reagentes. - Diminuirmos a pressão do sistema? O equilíbrio de desloca para o lado dos produtos. - Quando aumentamos a pressão a reação se desloca para o lado com o menor número de moléculas; H2O (g) + CH4(g) CO(g) + 3H2(g) - Quando diminuirmos a pressão a reação se desloca para o lado com o maior número de moléculas; - Quando o número de moléculas do reagente for igual ao número de moléculas do produto a pressão não interfere no equilíbrio químico da reação;

12. Química Geral * Influência da Temperatura no Equilíbrio Químico: A reação de formação da amônia, a partir de seus elementos, é uma reação exotérmica. As reações exotérmicas são aquelas que liberam calor. O valor do ΔH é negativo. As reações endotérmicas são aquelas que absorvem calor. O valor do ΔH é positivo. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)ΔH = - 92,2 kJ Para reação acima, que é uma reação exotérmica, ou seja, libera calor, com o aumento da temperatura a reação desloca o equilíbrio para o sentido dos reagentes; Para as reação exotérmica, com a diminuição da temperatura, o equilíbrio da reação se desloca para o sentido de formação dos produtos;

13. Química Geral Para as reações endotérmicas, que são as que absorvem calor, com o aumento da temperatura deslocam o equilíbrio da para o sentido dos produtos; Para as reações endotérmicas com a diminuição da temperatura deslocam o equilíbrio da reação para o sentido de formação dos reagentes;

14. Química Geral