Estatística Aplicada Equilíbrio Químico
Por: Comissão Formatura C&T 2016.2 • 19/3/2017 • Artigo • 2.553 Palavras (11 Páginas) • 329 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPARTAMENTO DE AGROTECNOLOGIA E CIÊNCIAS SOCIAIS
BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
CLÁUDIA YANARA MEIRA DA COSTA
JULIANA CARLA FRUTUOSO DE SOUZA
MARYANE HOLANDA DE MELO
Equilíbrio Químico
Mossoró/RN
Dezembro, 2014
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPARTAMENTO DE AGROTECNOLOGIA E CIÊNCIAS SOCIAIS
BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
CLÁUDIA YANARA MEIRA DA COSTA
JULIANA CARLA FRUTUOSO DE SOUZA
MARYANE HOLANDA DE MELO
Equilíbrio Químico
Trabalho de Pesquisa apresentado à docente Paula Valença, da disciplina de Química Geral I na Universidade Federal Rural do Semi-Árido, como requisito parcial para a obtenção de uma das notas da disciplina.
Mossoró/RN
Dezembro, 2014
Sumário
1. Introdução 4
2. Objetivos 5
3. Conceito de Equilíbrio Químico 6
4. Constante de Equilíbrio 7
5. Cálculo da Constante de equilíbrio 7
6. Princípio de Le Chantelier 8
7. Deslocamento de Equilíbrio 8
7.1. Efeito da Concentração 8
7.2. Efeito da Pressão e do Volume 9
7.3. Efeito da temperatura 10
7.4. Efeito de Catalisador 10
8. Aplicação na indústria 10
9. Conclusão 12
10. Referências bibliográficas 13
- Introdução
Muitas reações ocorrem completamente, ou seja, até que pelo menos um dos reagentes seja totalmente consumido. Um exemplo é a reação que acontece quando queimamos um palito de fósforo. Existem sistemas, no entanto, em que as reações direta e inversa ocorrem simultaneamente, as reações reversíveis. Exemplo: o que ocorre com a água líquida contida num frasco fechado (USBERCO & SALVADOR, 2002). É importante notar que toda reação reversível chega a um estado de equilíbrio – estado no qual as velocidades das reações direta e inversa se igualam -, embora isso possa demorar um tempo maior ou menor. Sabendo suas velocidades também podemos determinar sua constante de equilíbrio, que é um valor constante estabelecido por estados de equilíbrios que podem ser diferentes, desde que mantenha temperatura constante.
- Objetivos
Apresentar uma revisão bibliográfica abordando os conceitos de equilíbrio químico, constante de equilíbrio bem como seu cálculo; o princípio de Le Chantelier; discutir os efeitos de concentração, volume, pressão, temperatura e catalisador em um equilíbrio químico; e sua aplicação na indústria.
- Conceito de Equilíbrio Químico
Sabendo que uma reação reversível é reação na qual os reagentes se transformam nos produtos e, à medida que se formam, regeneram os reagentes iniciais, definiremos equilíbrio químico. Feltre (2004) parte para a definição a partir do seguinte exemplo:
Usando a reação CO (g) + NO (g) ⬄ CO2 (g) + NO (g) , em temos inicialmente 1 mol de CO e 1 mil de NO2 são colocados em um recipiente fechado e mantido à temperatura constante de 600 °C. Nesse instante ainda não temos o produto CO2 nem NO. Iniciada a reação, com o passar do tempo, temos os dados da tabela abaixo:
[pic 1]
Fonte: FELTRE, 2004, pg. 182.
Os valores da tabela podem analisados também nesse gráfico:
[pic 2]
Fonte: FELTRE, 2004, pg. 183.
Feltre (2004) explica que na experiência, a velocidade da reação direta é dada pela equação v1 = k1 [CO][NO2] e vai diminuindo com o passar do tempo, porque a reação direta vai consumindo os reagentes e sua concentrações diminuem, logo, decresce a velocidade v1. Para a reação inversa, temos a fórmula v2 = k2 [CO2][NO]. À medida que ocorre a reação direta, cresce a quantidade de produtos e suas concentrações, logo, v2 aumenta.
Observando a tabela, a partir de 40 minutos as concentrações param de variar. Isso indica que as velocidades se tornam iguais (sabendo que as duas reações ocorrem ao mesmo tempo), ou seja, ficam em equilíbrio químico. Logo, concluímos que:
Equilíbrio químico é o estado no qual as velocidades das reações direta e inversa se igualam. (FELTRE, 2004).
- Constante de Equilíbrio
É a razão entre o produto das concentrações molares dos produtos e o produto das concentrações molares dos reagentes, estando todas essas concentrações elevadas a potências iguais aos respectivos coeficientes da equação química balanceada. (SARDELLA, 1984)
Para entender melhor, a forma para encontrar a constante de equilíbrio de uma reação inversa é a será descrita no tópico seguinte.
- Cálculo da Constante de equilíbrio
Segundo Usberco & Salvador (2002), o cálculo da constante de equilíbrio foi formulado pela primeira vez pelos noruegueses Guldberg e Waage em 1863 e enunciado como a lei de ação das massas.
Para um equilíbrio homogêneo genérico representado por:
a A + b B ⬄ c C + d D
A expressão da constante de equilíbrio (Kc) é:
[pic 3]
Exemplo:
A formula para calcular Kc da reação: 2 SO3 (g) ⬄ 2SO2 (g) + O2 (g) é:
...