A Influência da Temperatura

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Objetivo: Verificar a influência da temperatura e da concentração no deslocamento de um equilíbrio químico, demonstrar a versatilidade das reações químicas.

Introdução: Para que um sistema em equilíbrio químico, a velocidade da reação direta deve ser igual a velocidade da reação inversa. As condições que envolvem estas reações não devem ser modificadas. Caso isso ocorra, haverá uma alteração no equilíbrio. Estas modificações podem ser:

- concentração de reagentes e produtos
- pressão
- temperatura
- presença de catalisador

Estas modificações podem beneficiar a reação em um dos sentidos (direto ou inverso). Chamamos estas perturbações de deslocamento do equilíbrio.

Deslocamento do Equilíbrio – É toda e qualquer alteração da velocidade da reação direta ou da reação inversa, causando modificações nas concentrações das substâncias e levando o sistema a um novo estado de equilíbrio químico.

Quando a velocidade da reação direta aumenta, é porque o equilíbrio está se deslocando para a direita.

Quando a velocidade da reação inversa aumenta é porque o equilíbrio está se deslocando para a esquerda.

Cromatos formam soluções amarelas e dicromatos, soluções alaranjadas. Em solução, entre os íons cromato e dicromato, se estabelece o equilíbrio:

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Cromatos podem se converter em dicromatos e vice-versa. A extensão em que isto ocorre depende da concentração dos íons H+ presentes.

Esta pode ser aumentada por adição de ácidos, ou diminuída por adição de hidróxidos.

No primeiro caso, o equilíbrio é deslocado para a direita e no segundo, para a esquerda, o que fica evidenciado pela intensificação das cores alaranjadas e amarelas, respectivamente.

Materiais e reagentes:

1. Tubos de ensaio.
2. Pipeta graduada de 5 mL.
3. Solução de acido clorídrico.
4. Solução aquosa de cloreto de cobalto.
5. Solução de cloreto de potássio.
6. Solução de hidróxido de sódio.
7. Solução de nitrato de prata.
8. Água destilada.
9. Béquer

Procedimento experimental:

PARTE A) EQUILÍBRIO QUÍMICO HEXAAQUOCOBALTO (II)

A.1: Influência da temperatura

Colocou-se em um tubo de ensaio 2,5mL da solução de cloreto de cobalto(CoCl2), juntamente com 3,5mL de ácido clorídrico concentrado(HCl) e 1,5mL de água destilada. Em seguida dividiu-se em três porções aproximadamente iguais, transferindo-os para 3 tubos de ensaio secos.

A solução de cloreto de cobalto hexahidratado é cor de rosa, bem como sal em seu estado sólido. Quando adicionou-se o ácido clorídrico concentrado, a solução rapidamente torna-se azul. Esta mudança ocorreu devido a uma substituição de ligantes do átomo de cobalto presentes na solução. Na solução cor de rosa, havia um excesso de moléculas de água e isto favorecia a formação do íon hexaaquocobalto (II), de fórmula [Co(H2O)6]2+, em que o cobalto está ligado a 6 moléculas de água. Esta é a espécie responsável pela cor da solução. Ao adicionar-se o ácido clorídrico concentrado, adiciona-se íon cloreto em excesso á solução. Ele substitui as moléculas de água como ligantes do átomo de cobalto, formando o íon tetraclorocobalto (II), de fórmula [CoCl4]2-, em que o cobalto está ligado a 4 íons cloreto. Este íon é azul e, portanto, é responsável pela cor da solução. Adicionando-se mais água, percebe-se que parte da solução voltou a tornar-se rosa, pois havia localmente um excesso de moléculas de água.

Em todos os casos, os dois íons estão em equilíbrio, ou seja, os dois coexistem na solução e estão constantemente reagindo e se transformando um no outro. As condições podem favorecer a formação de uma das espécies, que se mantém em maior concentração. A solução violeta obtida após a agitação é uma mistura das duas espécies formadas em concentrações aproximadas.

Ao aquecer a solução violeta, percebeu-se que a cor azul surgiu novamente. Da mesma forma ao resfriar, a solução torna-se rosa. As reações ocorridas e as espécies formadas foram as mesmas. Mas desta vez, foi a alteração da temperatura que promoveu a mudança. A reação da formação do [CoCl4]2- ocorre com a absorção de energia, portanto, a reação é endotérmica. Ao aquecer a solução, fornece energia ao sistema que a absorveu, promovendo a reação endotérmica de formação dos íons. Um efeito semelhante é o que ocorre ao resfriar a solução. A formação do [Co(H2O)6]2+ ocorre com a liberação de energia. Pode-se dizer que esta é uma reação exotérmica. O esfriamento do sistema favorece a liberação desta energia e por isso o íon se forma.

A.2) Influência da concentração

Neste procedimento misturou-se as soluções da parte A.1 e esperou até que atingisse a temperatura ambiente. A seguir, dividiu a solução em três porções aproximadamente iguais, transferindo as para três tubos de ensaio secos e numerados de 1 a 3. Ao tubo 1, foi adicionado cristais de KCl, agitou até dissolver; ao tubo 2 misturou gotas de AgNO3 e conservou o tubo 3 como padrão de comparação de cor. Ao adicionar o cloreto de potássio, o equilíbrio se desloca para os reagentes e ao adicionar nitrato de prata, a prata desloca o cloreto e eles liberam íons Ag+, consumindo Cl-.

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