Equilíbrio Químico

Equilíbrio químico

Conceito

É o estado de um sistema que é invariável com o tempo; igualdade absoluta ou aproximada entre forcas opostas. É quando a velocidade de formação e de decomposição de certas substancia se igualam; nesse momento, foi atingido o EQUILÍBRIO QUÍMICO.

OBS: o equilíbrio químico permanecera estável somente se o sistema for isolado, ou seja, desde que não haja troca de massa nem de energia com o ambiente. Se isso ocorrer, o sistema sofrera mudanças ate atingir um novo estado de equilíbrio.

Constante de equilíbrio

Observe a reação:

H2(g)+I2(g) 2HI(g)

Considere que tanto a reação direta quanto a inversa ocorrem em uma única etapa, podemos escrever a equação da velocidade de cada uma delas:

Reação direta: v1=k1.[H2].[I2]

Reação inversa: v2=k2.[HI]2

Como na situação de equilíbrio as velocidades são iguais, ou seja, v1= v2 temos:

Em que K1 e K2 são constantes. Assim K1 / K2 também é uma constante, que representada por Kc e é chamada constante de equilíbrio.

Se o sistema em equilíbrio apresentar componentes gasosos, a constante de equilíbrio pode ser expressa, também em função das pressões parciais (atmosfera) dos gases participantes. Nesse caso a constante de equilíbrio é representada por Kp.

Síntese do Iodeto de Hidrogênio:

A partir das expressões de Kc ou de Kp é possível determinar quais substâncias existirão em maior quantidade no equilíbrio: reagentes ou produtos.

• Se Kc ou Kp > 1, o valor do numerador é maior que o valor do denominador . Ou seja, há mais produto do que reagente no equilíbrio. Isso significa que a extensão da reação direta é maior que a da reação inversa.

• Se Kc ou Kp < 1, o valor do denominador é maior que o valor do numerador . Ou seja, há mais reagente do que produto no equilíbrio, isso significa que a extensão da reação inversa é maior que a da reação direta.

Exemplo:

Dada a reação abaixo:

, que tem Kc = 64, a 400 C.

Com base nessas informações, temos:

O valor numérico de Kc indica que o numerador é maior que o denominador, ou seja, há mais produto que reagente; portanto, a extensão da reação direta é maior que é maior que a da reação inversa.

Observações:

• O valor de Kc só depende das concentrações das substâncias no equilíbrio, isto ´r, não depende das concentrações iniciais dessas substâncias.

• O valor de Kc varia de reação para reação e, para uma mesma reação varia com a temperatura.

• Na expressão do Kc as quantidades das substâncias sólidos ou líquidos não entram.

• Já na expressão do Kp só aparecem os componentes gasosos.

• Indicamos as constantes de equilíbrio como número puro, sem unidades.

Deslocamento de equilíbrio

Para auxiliar o entendimento do que significa deslocar em “equilíbrio” considere: Em um salão de festas a dois ambientes cada um com uma lanchonete. Em um ambiente há 30 pessoas no outro 15. Porém as pessoas estão constantemente mudando de ambiente. Há algumas passando do ambiente 1 para o 2 e vice-versa (na mesma velocidade); mas o número de pessoas permanece sempre o mesmo. Trata-se de um equilíbrio dinâmico. Entretanto, no ambiente 2 estão distribuindo gratuitamente refrigerantes e salgadinhos. Uma nova situação de equilíbrio será atingida após o instante em que houve um grande fluxo de pessoas no ambiente 2. Depois de algum tempo, contudo, a quantidade de pessoas em cada ambiente volta a ficar constante com quantidades diferente na situação 1 (novo equilíbrio dinâmico), assim dizemos que o equilíbrio foi deslocado para o segundo ambiente.

Observação: O deslocamento de equilíbrio da substância não ocorre de um ambiente para o outro ou de um frasco para o outro. Ele ocorre na própria reação, ou seja, de um membro para o outro da equação que representa a reação.

Fatores que influenciam o deslocamento do equilíbrio

Temperatura:

Nos sistemas em que a temperatura for elevada, isto é, em que se fornecer calor, será favorecida a reação endotérmica, que será capaz de absorver pelo menos uma parte desse calor. Isso significa dizer que, nos primeiros instantes depois do aumento de temperatura, a velocidade da reação endotérmica será maior que a da exotérmica (inversa), até que, passado algum tempo, essas velocidades voltem a se igualar. Portanto, quando a temperatura do sistema for reduzida, o deslocamento favorecerá a reação exotérmica, que libera calor.

Observação: a variação da temperatura é capaz de alterar o valor numérico das constantes de equilíbrio.

• Nos equilíbrios em que a reação direta é endotérmica, um a aumento da temperatura leva a um aumento na constante.

• Nos equilíbrios em que a reação direta é exotérmica, um aumento da temperatura leva a uma diminuição na constante.

• Se a reação é endotérmica em um sentido no outro é exotérmica e vice versa. Para as reações que não consomem nem geram calor, a temperatura não desloca o equilíbrio químico.

Concentração

É o ato de retirar ou adicionar reagentes ou produtos.

Adição de reagentes

Se adicionarmos ao equilíbrio mais reagentes sua concentração irá aumentar. Isso quer dizer que a adição de reagentes desloca o equilíbrio para o lado direito, no sentido da formação dos produtos.

Retirada