Relatório de físico química Deslocamento de equilíbrio

Relatorio de fisico química

Deslocamento de equilíbrio

Introdução

 Na natureza existem poucas reações químicas que não são reversíveis, ou seja, que ocorra em apenas um sentido. Além disso, não existe reação que consuma por completo o(s) reagente(s).

   Quando ocorre uma reação química ela tende a buscar um estado de equilíbrio químico, ou seja, um momento em que a velocidade de formação do(s) produto(s), seja igual a velocidade da interação entre os produtos para a formação dos reagentes. Além disso, é também o momento em que é possível encontrar reagente(s) e produto(s) ao mesmo tempo.

                aA + bB ⇌ cC + dD

    Pelo principio de Le Châtelier  existem três fatores que podem perturbar esse estado de equilíbrio químico, eles são: variação de temperatura, concentração e pressão. No momento em que se muda pelo menos um desses fatores, o sistema tende a deslocar o equilíbrio para diminuir ou neutralizar essa perturbação causada pela variação.

     Os fatores que foram utilizados na pratica foram variação de temperatura e concentração, portanto só serão descritos aqui esses dois, pois é o necessário para a compreensão da pratica.

     O aumento da temperatura possui o mesmo efeito que a adição de um reagente ou produto, portanto o sistema irá tentar consumir esse excesso, ou seja, o calor. Além disso, essa tentativa de consumir o excesso varia dependendo do tipo de sistema, pois se ele for endotérmico, ou seja, que absorve calor, essa reação ira aumentar a velocidade no sentido dos reagentes para os produtos, pois é nesse momento que ele consome calor. Em um sistema exotérmico, ou seja, que libera calor, o sistema irá aumentar a velocidade na direção dos produtos para os reagentes. Além disso, a diminuição da temperatura terá como resultado o sentido dos produtos para os reagentes, pois será necessário produzir calor para compensar a falta gerada pela diminuição da temperatura.

 

- Aumento da temperatura:                calor + reagente(s) -----> produtos

- Diminuição da temperatura:      calor + reagente(s) <---- produtos

 

     O aumento da concentração de reagente ou produto fará com que o sistema consuma esse excesso, ou seja, irá produzir mais produto ou reagente. A diminuição da concentração de um reagente ou produto fará com que o sistema ande no oposto, ou seja, se diminuir a quantidade de reagente, os produtos irão ser consumidos em maior quantidade para que seja produzido reagente o suficiente para compensar a quantidade que foi retirada.

      O pH do meio também pode causar um deslocamento do equilíbrio, como é o caso do K2CrO4 e K2Cr2O7 que são substancias que dependo do pH do meio em que estão, a dissociação pode gerar o íon cromato (CrO4) ou o íon dicromato (Cr2O7), e isso faz com que a solução apresente uma coloração diferente. No caso do cromato a cor será amarela e se for o dicromato a coloração da solução será laranja, ou seja, se forem adicionados em um meio básico eles terão uma coloração diferente do que no meio ácido.   

Procedimento experimental

1. Influência da temperatura

       

       Três tubos de ensaio com tampas foram numerado de um a três e foi depositado vinte bolinhas de cobre metálico em cada um, e logo depois foi adicionado 2,0 ml de acido nítrico (HNO3) em cada um dos tubos que foram rapidamente fechados.

        O grupo separou três béquers, dois de 250 ml e um de 50 ml, cada um deles foram preenchidos com água e em cada um foi depositado um tubo de ensaio. Além disso, em um béquer de 250 ml foi depositado gelo, e o outro foi aquecido ao ponto da ebulição da água enquanto o béquer de 50 ml foi mantido a temperatura ambiente.

1. Influência da concentração dos reagentes no equilíbrio químico

 

   A partir de uma solução de tiocianato de potássio (KSCN) 0,002 mol/L foi feita um diluição de 1:2 com um cilindro, e após isso a solução que foi diluída foi transferida para um béquer de 50 ml, e depois foi adicionado 1,0 ml de cloreto férrico (FeCl3) com ajuda de um pipeta graduada.

    Quatro tubos de ensaio foram separados e numerados, o número 1 foi reservado como padrão. O grupo adicionou em cada tubo 4,0 ml da solução preparada, após a transferência foram adicionado 4 gotas de KSCN 0,10 mol/L, 4 gotas de FeCL3 0,10 mol/L e um pequeno cristal de KCl, nos tubos 2,3 e 4 respectivamente, e logo em seguida cada tubo foi homogeneizado.

 

1. Equilíbrio cromato / dicromato

  Dois tubos de ensaio foram separados e foi escrito em um CrO42- (cromato) e no outro Cr2O72- (dicromato), e foi adicionado nos tubos marcados 2,0 ml de K2CrO4 0,10 mol/L e 2,0 ml de K2Cr2O7 respectivamente. Além disso, com ajuda de conta gotas foi depositado gota a gota alternadamente em cada tubo de ensaio da solução de hidróxido de sódio (NaOH) 1,0 mol/L até visualizar uma mudança de cor em um dos tubos.

   Em seguida com as mesmas soluções foi depositada alternadamente gota a gota de HCl 1,0 mol/L até ser visualizado uma alteração de cor em um dos tubos de ensaio.

Resultados e discussões

1.    A reação entre o acido nítrico e cobre metálico gerou um liquido de coloração verde claro e um gás toxico de cor castanho (Figura 1). O tubo de ensaio que foi depositado dentro de um béquer contendo água e gelo apresentou uma coloração muita mais clara do que em temperatura ambiente, ou seja, uma menor produção de NO2. E o tubo que foi aquecido ao ponto da ebulição apresentou uma maior produção do gás de cor castanho (NO2).

    O motivo dessa diferença é que o gás NO2 quando em equilíbrio sofre dimerização e gera N2O4 que possui coloração incolor. Além disso, quando se diminui a temperatura, ou seja, retira calor, o sistema desloca o seu equilíbrio para neutralizar essa perturbação e como consequência ocorre uma maior produção de N2O4 que é incolor, portanto gás aparenta “ficar mais claro” (Figura 2), e quando se aquece acontece o oposto que é um maior produção de NO2 (Figura 3).

[pic 1]

               Figura 1