PRINCÍPIO DE LE CHATÊLIER

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BELO HORIZONTE

INSTITUTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

GIOVANA DE PAIVA

JÉSSICA TELES

LETÍCIA FIGUEIREDO

PAMELA MOREIRA

VITORIA DO NASCIMENTO

PRINCÍPIO DE LE CHATÊLIER

RELATÓRIO

BELO HORIZONTE

21 de Março de 2017

1 INTRODUÇÃO

Entende-se por equilíbrio químico, o estado em que a velocidade da reação direta é a mesma da reação inversa, mantendo constantes as concentrações dos reagentes e produtos ao longo do tempo. Contudo, esse equilíbrio pode ser perturbado quando há alguma alteração no sistema, como a mudança de temperatura, pressão ou concentração de reagentes ou produtos. Quando isso acontece, o sistema, antes em equilíbrio, se reorganiza para compensar essa alteração. Tal mecanismo obedece o princípio de Le Châtelier que define o seguinte: “A posição do equilíbrio químico sempre se altera na direção que tende a minimizar o efeito da perturbação aplicada.”

O mesmo princípio nos permite prever qual será a direção tomada por uma determinada reação. Essa informação também pode ser obtida de forma quantitativa, utilizando o valor do quociente de reação (Qc), que é calculado do mesmo modo que a constante de equilíbrio (K), porém, diz respeito a uma reação que não está no equilíbrio. Obtido o valor, pode-se ter 3 situações:

Qc > Kc sistema evolui consumindo produto (deslocando da direita para esquerda);

Qc < Kc sistema evolui consumindo reagentes (deslocando da esquerda para direita);

Qc = Kc sistema em equilíbrio.

2 OBJETIVOS

Avaliar como as reações se comportam quando há alteração na temperatura e concentração e determinar o sentido no qual a reação se deslocará quando sofrer tais alterações.

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Materiais e reagentes

10 tubos de ensaio pequenos;

Micro-pipeta;

Ácido clorídrico concentrado;

Ácido sulfúrico concentrado;

Solução 0,1 mol.L-1 de KCl;

Solução 0,25 mol.L-1 de CoCl2;

Solução 1,00 mol.L-1 de NaOH;

Solução 1,00 mol.L-1 de HCl;

Solução de fenolftaleína;

Solução 1,00 mol.L-1 de CH2COOH;

Solução 1,00 mol.L-1 de Ca(OH)2;

Solução 1,00 mol.L-1 de C2H5OH;

Solução 0,10 mol.L-1 de AgNO3.

3.2 Métodos

Para dar início aos procedimentos experimentais, preparou-se 10 tubos de ensaio limpos e identificou-os por numerações de 1 a 10. Em seguida, em cada tubo foi adicionado 10 gotas da solução aquosa de cloreto de cobalto (CoCl2) 0,25 mol.L-1. Posteriormente, na capela com exaustão, adicionou-se nos tubos 1 e 2, 7 gotas de ácido clorídrico (HCl) concentrado e nos tubos 4 a 10, 9 gotas do mesmo reagente, até a obtenção de uma cor violeta representativa.

O tubo 1 foi utilizado como padrão de cor durante todo o experimento. Os procedimentos foram divididos em duas fases. Na primeira fase, o tubo 2 foi aquecido em banho maria, enquanto o tubo 3 foi introduzido em um banho de gelo. Após a observação da mudança de cor, os tubos com as soluções foram submetidos ao processo inverso. Comparou-se e interpretou-se a análise de cor com o tubo padrão, bem como os termos de deslocamento de equilíbrio.

Na segunda etapa do processo, foram adicionados outros reagentes nos demais tubos de ensaio. No tubo 4 adicionou-se 5 gotas da solução de cloreto de potássio (KCl) 0,1 mol.L-1, no tubo 5 acrescentou-se 5 gotas da solução de KCl 0,1 mol.L-1 e, em seguida, 5 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado. Ao tubo 6 foram inseridos alguns cristais de KCl sólido. Ao tubo 7 foram acrescidos alguns cristas de KCl sólido e, posteriormente, 2 gotas de H2SO4 concentrado. Adicionou-se ao tubo 8, 11 gotas de HCl 1,00 mol.L-1 e, em seguida, 25 gotas de HCl concentrado. No tubo 9 foram incluídas 2 gotas da solução de nitrato de prata (AgNO3) 0,10 mol.L-1. Por fim, no último tubo de ensaio adicionou-se 10 gotas de água destilada.

Após a adição de todos os reagentes, observou-se e comparou-se as cores finais, bem como a análise e interpretação dos resultados em termos de deslocamento de equilíbrio e das concentrações das espécies na reação.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

A partir do experimento realizado, notou-se que a reação equilíbrio abaixo, possui a seguinte expressão matemática para a constante de equilíbrio: .

[Co(H2O)]2+ (aq) + 4 Cl- (aq) [Co(Cl)4]2- (aq) + 6 H2O(l)

Ao decorrer do processo, utilizando o tubo 1 como padrão de cor, foi observado que:

Após aquecer a porção do tubo 2 em banho-maria e colocar a porção do tubo 3 em um béquer com gelo, e depois inverter os procedimentos, comparou-se as cores das soluções aquecidas e resfriada com a cor padrão e registrou-se as alterações (aumento ou diminuição) das concentrações de cada espécie envolvida no equilíbrio, e obteve as seguintes tabelas:

Tabela 1- Comparação das cores da mistura do cloreto de cobalto com ácido clorídrico, após o resfriamento e aquecimento das porções dos tubos 2 e 3

Tubo Cor inicial Cor após o aquecimento Cor após o resfriamento

2 Violeta Roxo Rosa claro

3 Violeta Roxo Rosa claro

Fonte: Elaborado pelos autores.

Tabela 2- Registros das alterações nas concentrações de Co2+, Cl- e CoCl42-, após o resfriamento e aquecimento da mistura do cloreto de cobalto com