EQUILIBRIO QUÍMICO E O PRINCÍPIO DE LE CHÂTELIER

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIAS

INSTITUTO DE QUÍMICA

EQUILIBRIO QUÍMICO E O

PRINCÍPIO DE LE CHÂTELIER

Goiânia, novembro de 2014

INTRODUÇÃO

As reações químicas tendem alcançar o estado de equilíbrio. Este processo ocorre quando a velocidade de formação dos produtos e de volta para os reagentes seja igual. Sendo assim a constante de equilíbrio não deve ser alterada. Para identificar um equilíbrio químico deve se observar alguns critérios, como se as reações diretas e inversas estão ocorrendo ou se não exista mudança aparente na velocidade da reação. Quando se deseja verificar deve-se mudar as condições, alterando mais reagentes ou produtos. Esta reação ira mudar para que volte ao valor anterior restaurando a equação para estar no equilíbrio novamente

A constante de equilíbrio (K) pode ser interpretada através de termos de pressões parciais ou concentrações. A constante também pode informar a espontaneidade da reação. Para descobrir a constante da pressão (Kp) ou da concentração (Kc) deve dividir o valor dos produtos pelo valor dos reagentes. De acordo com o Principio de Le Chatelier, o equilíbrio sempre tenderá a minimizar a ação de uma força externa que é aplicada no sistema. Mostrando que quando um sistema está em equilíbrio seu volume é reduzido, sua pressão aumenta, ou seja, deslocará no sentido e reduzir o e feito da pressão totalAs reações estudadas em química não resultam de uma conversão completa de reagentes em produtos, pois todas elas tendem a alcançar um equilíbrio, mesmo que isto nem sempre seja evidente. No estado de equilíbrio a razão entre a concentração de reagentes e produtos é constante. O que significa dizer que a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa e, por isso, não são mais observadas modificações macroscópicas do sistema em estudo. Diz-se que o equilíbrio químico é dinâmico, pois as reações direta e inversa continuam a ocorrer, com velocidades iguais, porém opostas.  As concentrações das substâncias em equilíbrio, numa determinada temperatura, guardam entre si uma relação definida que é expressa pela equação genérica da constante de equilíbrio químico, K.

                                                   aA  (aq)   +   bB  (aq)     <------->   cC (aq)   +   dD (aq)

                                                                              K = [C]c.[D]d/ [A]a.[B]b

        A relação da concentração no equilíbrio químico, ou seja, a posição do equilíbrio, é independente da forma como este equilíbrio foi alcançado. Entretanto, esta posição é alterada pela aplicação de forças externas, que podem ser mudanças de temperatura, de pressão (se houver reagentes ou produtos gasosos) de volume ou na concentração total de um reagente ou produto.  O Princípio de Le Châtelier estabelece que a posição do equilíbrio sempre mudará na direção que contrabalancei ou minimize a ação de uma força externa aplicada ao sistema. Isto significa que se houver aumento da temperatura de um sistema reacional, provoca-se a reação química que contribui para resfriar o sistema (consumindo energia térmica).  Ou ainda, se houver o aumento proposital de um dado reagente ou produto, o equilíbrio favorecerá a reação de consumo desta substância em excesso até que seja retomado um novo estado de equilíbrio. Entretanto, ressalta-se que o excesso de reagente ou produto adicionado ao sistema, nunca é completamente consumido, para que a constante de equilíbrio (K) permaneça constante, desde que a temperatura na mude. Da mesma forma, quando um componente é removido do sistema em equilíbrio,  ocorrerá um deslocamento para repor este componente, sendo que esta reposição nunca é total para que K permaneça constante.

MATERIAIS UTILIZADOS

• Nitrato de prata 0,1 mol/L
• Hidróxido de amônia saturada
• Cloreto de sódio 0,5 mol/L
• Ácido clorídrico (HCL) 1,0 mol L
• Tiocianato de potássio (KSCN) 2,0 mol L
• Nitrato férrico (Fe(No3)3) 0,7 mol L
• Água destilada
• Carbonato de sódio (Na2CO3)
• Ácido acético (CH3COOH) 6,0 mol L e 0,01 mol
• Alaranjado de metila
• Tubos de ensaio

METODOLOGIA

EXPERIMENTO 1        

• Equilíbrio entre um solido e um liquido;

a) Colocou-se 10 gotas de agua em um tubo de ensaio e 10 gotas de etanol em outro tubo de ensaio. Adicionou-se alguns cristais de sacarose em ambos, após agita-los anotou-se o observado.

b) Preparou-se novamente dois tubos de ensaio, um contendo etanol e outro com agua. Adicionou-se alguns cristais de NaCl em ambos, após agita-los anotou-se o observado.

c) Acrescentou-se mais alguns cristais de NaCl na solução insaturada que foi preparada no item anterior, agitou-se ate dissolver. Logo após, adicionou-se etanol com um conta gotas, agitando a cada gota e anotou-se o observado.

• Equilíbrio entre dois líquidos;

a) Preparou-se um tubo de ensaio com 20 gotas de agua destilada e outro tubo contendo 20 gotas de n-butanol. Adicionou-se gotas de n-butanol ao primeiro tudo e gotas de agua ao segundo tubo, ate observar-se a separação das duas fases. Observou-se e anotou-se o ocorrido.

• Princípio de Le Chatelier.

a) Dissolveu-se em um tubo de ensaio com 15 gotas de agua alguns cristais de cromato de potássio. Logo após adicionou-se gota a gota de uma solução de HCl 6 mol/L. Observou-se e anotou-se o ocorrido.

b) preparou-se uma solução de ions dicromato dissolvendo alguns cristais dicromato de potássio em 15 gotas de agua, logo após adicionou-se gota a gota de uma solução de NaCl 6mol/L. Observou-se e anotou-se o ocorrido. E por ultimo adicionou-se HCl e novamente observou-se e anotou-se o ocorrido.

c) preparou-se uma solução de BaCrO4 em um tubo de ensaio com 15 gotas de agua e alguns cristais de sódio. Adicionou-se gota a gota uma solução de HCl 6 mol/L. . Observou-se e anotou-se o ocorrido. Logo após adicionou-se gotas de NaOH e novamente observou-se e anotou-se o ocorrido.

EXPERIMENTO 2

• Parte I;

Colocaram-se duas gotas de Tiocianato de potássio em um tubo de ensaio, acrescentou uma gota de solução de nitrato férrico. Completou- se com água destilada e agitou-se. Dividiu a solução em quatro tubos enumerados, no primeiro adicionou três gotas de solução de tiocianato de potássio, ao segundo, três gotas de nitrato de potássio, e por fim no terceiro, três gotas de nitrato férrico.