O Relatório Fisico-quimica

Experimento 10 – Equilíbrio Químico

Introdução

Quando uma reação química atinge o equilíbrio ela tem a tendência de permanecer assim indefinidamente, desde que não haja perturbação externa. Os fatores externos capazes de perturbar o equilíbrio de uma reação química são: Concentração das substâncias participantes da reação, pressão e temperatura. O Princípio de Le Chatelier regra essas situações: "quando se provoca uma perturbação sobre um sistema em equilíbrio, este desloca-se no sentido que tende a anular esta perturbação, procurando ajustar-se a um novo equilíbrio."
O que acontece quando variamos a temperatura de um sistema em equilíbrio? Um aumento da temperatura desloca o equilíbrio para a reação endotérmica. Uma diminuição da temperatura desloca o equilíbrio para a reação exotérmica.
E quando variamos a concentração? Um aumento da concentração de um participante desloca o equilíbrio no sentido da reação em que este participante é consumido. Uma diminuição da concentração de um participante desloca o equilíbrio no sentido da reação em que este participante é formado. Neste experimento, provocamos uma série de perturbações no sistema (aumento de temperatura e concentração), para verificar o princípio de Le Chatelier.

Procedimento Experimental

Parte 1 – Equilíbrio entre NO2 e N2O4.

Materiais utilizados

- Três tubos de ensaio;

- Cristais de nitrato de Chumbo;

- Três béquers contendo água em diferentes temperaturas;

- Bico de Bunsen;
- Espátula;

- Rolhas.

Metodologia

- Com auxílio de uma espátula, foi colocada em cada um dos tubos uma quantidade igual e pequena de cristais de nitrato de chumbo;

- Os tubos de ensaio foram levados para a capela para serem aquecidos no bico de Bunsen;

- Após o aquecimento, quando o gás de cor castanha foi formado, os tubos foram fechados com rolhas.
- Depois que os tubos resfriaram, foi colocado um tubo em um béquer contendo água quente, outro em um béquer contendo água em temperatura ambiente e o último em um béquer contendo água gelada. Foram observadas as reações.

Parte 2 – Equilíbrio entre os íons cromato e dicromato.

Materiais utilizados
- Dois tubos de ensaio;
- Conta- gotas;
- Soluções de K2CrO4 1,0mol.L—1; HCl 6,0mol.L—1 ; NaOH 6,0mol.L—1 ; K2Cr2O7 1,0mol.L—1;

Metodologia
- Com o auxílio de uma pipeta graduada, foi colocado em um tubo de ensaio aproximadamente 1mL de solução de K2CrO4 1,0mol.L—1. Em seguida, foi adicionado com auxílio de um conta-gotas, solução de HCl diluído. Foi observada a reação.
- Em um segundo tubo de ensaio, com o auxílio de uma pipeta graduada, foi colocado aproximadamente 1mL de solução de K2Cr2O7 1,0mol.L—1. Em seguida, foi adicionado gota a gota a solução de NaOH. Foi observada a reação. Depois foi colocado, no mesmo tubo, com auxílio do conta gotas, solução de HCl até que alguma mudança pudesse ser notada. Foi observada a reação.

Resultados e discussões

Parte 1 – Equilíbrio entre NO2 e N2O4.

A reação que ocorre é a decomposição térmica do nitrato de chumbo segundo a equação:

2Pb(NO3)2(g) → 1PbO(g) + 4 NO2(g) + O2(g)

O gás formado na equação que temos que observar é o NO2 (coloração castanha). O NO2 pode dimerizar, ou seja, duas moléculas reagem formando uma única, formando o N2O4 (incolor), sendo esta uma reação exotérmica.

2 NO2(g) → N2O4(g) + 13,9 Kcal

O N2O4 pode se decompor num processo que absorve calor (endotérmico), formando novamente o NO2.

N2O4(g) + 13,9 Kcal →2 NO2(g)

Béquer com água em temperatura ambiente:
Ao colocar o tubo de ensaio dentro do béquer em temperatura ambiente foi verificado que sua coloração castanha ainda se mantinha a mesma. Foi usado então esse tubo de ensaio como base de comparação entre os outros dois. A reação se encontra em equilíbrio, ou seja, a velocidade das duas reações (dimerização e decomposição) são iguais.

Béquer com água quente:
Ao colocar o tubo de ensaio dentro do béquer contendo água quente foi observada a formação de mais NO2, ou seja, mais gás castanho. Assim, a coloração do gás dentro do tudo de ensaio ficou mais escura do que o tubo de ensaio no béquer com água em temperatura ambiente. Isso se deve ao fato de que o aumento da temperatura favorece uma reação endotérmica, então o gás incolor N2O4 passa a formar o gás castanho NO2. A reação que ocorreu foi a de decomposição, ou seja, a reação se deslocou para a esquerda.

Béquer com água fria:
Ao colocar o tubo de ensaio dentro do béquer contendo água fria foi observada a formação de mais N2O4, ou seja, gás incolor. Assim, a coloração do gás dentro do tudo de ensaio ficou praticamente incolor, diferente do tubo de ensaio no béquer com água em temperatura ambiente. Isso se deve ao fato de que a diminuição da temperatura favorece uma reação exotérmica, então o gás castanho NO2 passa a formar o gás incolor N2O4. A reação que ocorreu foi a dimerização, ou seja, a reação se deslocou para a direita.