Cap. 15 - Equilíbrio Químico

1. Cap. 15 - Equilíbrio Químico Filipe Braga - 15900 José Hilário -15861 Prof. Élcio Barrak

2. 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

3. O Conceito de Equilíbrio Quando uma reação atinge o equilibrio? • 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 inverso • A B

4. Quando o equilíbrio químico se estabelece? 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)

5. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. Cálculo de Constantes de Equilíbrio • Kc somente é calculado com [ mol/l] dos elementos no estado de equilíbrio H2(g) + I2(g) 2HI(g)

10. Cálculo de Constantes de Equilíbrio • Kc somente é calculado com [ mol/l] dos elementos no estado de equilíbrio H2(g) + I2(g) 2HI(g)

11. Cálculo de Constantes de Equilíbrio Relação entre Kc e Kp : PV=nRT P=(n/V)RT Pa=[A]RT Substituindo P em Kc : Kp = Kc (RT)Δn , onde Δn é: N2 + 3H2 2NH3 Δn = 2 - 4 = -2

12. Aplicações das Constantes de Equilíbrio • Quociente racional (Q): Q = [Produtos]n / [Reagentes]n

13. 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”

14. O Princípio de Le Châtelier • [ ] dos reagentes ou produtos, K = cte • Volume - Pressão , K = cte • Temperatura , K altera

15. O Princípio de Le Châtelier • [ ] dos reagentes ou produtos, K = cte N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Se [H2] Se [H2]

16. O Princípio de Le Châtelier • Volume - Pressão , K = cte N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Se P V [ ] Se P V [ ]

17. O Princípio de Le Châtelier • Temperatura , K altera N2O4(g) 2NO2(g) ΔH= 58,0 kJ

18. 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.”

19. O Princípio de Le Châtelier • Diminui a Energia de Ativação (Dir-Ind) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Cat.: Ferro misturado com óxido metálico

20. Referências Bibliográficas • Química - A Ciência Central - Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Bruce E. Bursten • http://www.ufsc.br/coperve/vestibular2000/imagens/quimica4.gif