Equilibrio Quimico

EQUILÍBRIO QUÍMICO

A maior parte das reações químicas terminam quando termina a quantidade de regentes. Alguns processos não se completam. O fato disto ocorrer pode ser explicado pela reversibilidade da reação. Após formar os produtos, estes produtos voltam a formar os reagentes originais. Se certas modificações não forem modificadas, essas reações não chegarão ao final. Elas tendem a atinir o equilíbrio químico.

O equilíbrio químico é representado por setas inversas: ↔

REAÇÕES REVERSÍVEIS

Seja a reação genérica:

Onde:

V1 e V2 são as velocidades

No momento do equilíbrio, as concentrações [A], [B], [C], [D] são constantes, mas não necessariamente iguais.

Reação Reversível = É aquela que ocorre simultaneamente nos dois sentidos. Ao mesmo tempo, os reagentes se transformam em produtos e os produtos se transformam em reagentes.

No gráfico abaixo, os regentes são representados por B e os produtos por A.

Fonte: http://curriculodequimica.blogspot.com/2009_05_01_archive.html

Fonte: cesarmauriciosantos-fisqui.blogspot.com/2008

No início da reação, há uma grande quantidade de reagentes. À medida que o tempo vai passando, essa quantidade vai diminuindo e a velocidade também. Enquanto isso, no início da reação, não há produtos, a quantidade é zero. Ao decorrer da reação, os produtos vão sendo formados e a velocidade inicial é zero e vai aumentando até igualar com a velocidade dos reagentes. Neste momento, as velocidades permanecerão iguais e constantes. As concentrações também serão constantes. Quando as velocidades dos produtos e dos reagentes chegam neste ponto, dizemos que a reação está em equilíbrio.

Classificação do Equilíbrio

Pode-se classificar os equilíbrios em função das fases das substâncias envolvidas na reação química.

Equilíbrio Homogêneo

É aquele onde todas as substâncias estão na mesma fase (estado físico). Geralmente, ocorrem em sistemas gasosos e aquosos.

Exemplos:

Equilíbrio Heterogêneo

É aquele onde as substâncias estão em fases diferentes. Geralmente, envolvem substâncias sólidas e líquidas.

Exemplos:

CONSTANTE DE EQUILÍBRIO ( Kc )

Observe a seguinte reação química,

Sendo a reação direta 1 e a reação inversa 2.

De acordo com a lei cinética ou lei da velocidade:

No instante do equilíbrio:

Isolando K :

A divisão de duas constantes, em matemática origina uma terceira constante:

KC = constante de equilíbrio em função das concentrações

Então:

Conhecendo-se o valor das concentrações das substâncias no momento do equilíquio, pode-se calcular a constante KC. A constante de equilíbrio não possui unidade, é adimensional.

A constante de equilíbrio KC é dada pela razão (divisão) das concentrações dos produtos pela concentração dos reagentes da reação direta, elevados a expoentes iguais aos seus coeficientes estequiométricos da reação química.

Esta fórmula representa a Lei da ação das massas ou a Lei de Guldberg-Waage.

Propriedades das Constantes

É possível, a partir das constantes de equilíbrio da reação direta, obter a constante de equilíbrio da reação inversa. Também podemos multiplicar as constantes.

Reação Inversa

Seja a reação química:

Exemplo:

A sua reação inversa será:

Adição de uma Reação

Se duas reações são adicionadas, o novo KC será o produto das constantes originais.

Multiplicação de uma Reação

Se duas reações são multiplicadas por um determinado número, a sua nova KC será elevada à este valor.

Veja o modelo:

Divisão de uma Reação

Se duas reações são divididas por um determinada número, a sua nova KC será a sua raíz.

Veja o modelo:

Reação com Substância Pura Líquida ou Sólida

As substâncias puras líquidas e sólidas possuem concentração constante, onde o valor está incorporado ao da constante KC. Por este motivo, nas expressões de constante de equilíbrio, não se coloca as suas concentrações no cálculo da KC.

Exemplo:

Constante de Equilíbrio em Função das Pressões Parciais(Kp )

Se uma determinada reação química apresentar substâncias no estado gasoso, a constante de equilíbrio pode ser dada em função das suas pressões parciais.

Exemplo:

Para o cálculo da pressão parcial, utiliza-se o conceito de fração molar (x).

Calcula-se