Equilíbrio Químico Em Soluções

O princípio necessário para exisitir equilíbrio químico em uma solução é a reversibilidade da reação envolvida. Isto é, a reação ocorre tanto no seu sentido direto como no inverso.

Continuando com o exemplo da água:

Reação de ionização da água - Reação direta:

H2O à H+ + OH-

Reação inversa:

H+ + OH- à H2O

Por convenção, o equilíbrio pode ser representado com o símbolo de igualdade, como em qualquer equação de reação química.

H2O = H+ + OH-

Em uma situação de equilíbrio químico, as velocidades das reações direta e inversa são equivalentes. Como consequência, as concentrações de reagentes e produtos permanecerem constantes após um determinado intervalo de tempo que pode ser curto ou não.

Uma vez representando o equilíbrio químico através do sinal igual ( = ), isso indica que temos duas reações ocorrendo ao mesmo tempo. Chamamos de reação direta aquela que acontece no sentido da produção de produtos.(Lembre-se de que os produtos da reação de ionização da água são os íons H+ + OH-)

A outra reação, denominada reação inversa é aquela que ocorre no sentido da produção de reagentes.

Ao analisarmos a cinética do equilíbrio químico, podemos verificar a igualdade entre a velocidade da reação direta e a velocidade da reação inversa. Ao mesmo tempo que 1 mol da espécie H2O é consumido na produção de H+ + OH- pela reação direta , 1 mol da mesma espécie H2O é produzido pela reação inversa. Com isso a concentração de H2O permanece constante.

Uma outra espécie que pode servir como exemplo é o cloreto de prata (AgCl).

AgCl(s) = Ag+ + Cl-

Em uma solução de AgCl temos as duas reações ocorrendo ao mesmo tempo , uma produzindo íons Ag+ + Cl- e outra inversa produzindo o sal AgCl(s).

Faz de conta que a bolinha azul é o íon Cl- e a bolinha branca é o íon Ag+ . As duas bolinhas juntas formam o composto AgCl(s) . A quantidade de AgCl(s) é sempre a mesma, assim como as quantidades dos íons. Tente observar !

Com isso, as concentrações das espécies são constantes nesta situação, o que evidencia o equilíbrio químico.

Constante de equilíbrio

O valor da constante de equilíbrio é obtido a partir das concentrações das espécies químicas presentes na solução quando o sistema está em equilíbrio.

A constante de equilíbrio foi deduzida a partir das velocidades das reações direta e inversa.

Recordando que para uma reação qualquer do tipo

aA + bB = cC + dD

A velocidade da reação é dada por

V = k.[A]a.[B]b

É importante lembrar que a água e espécies sólidas não são consideradas e apenas os reagentes participam da equação de velocidade. A velocidade depende exclusivamente dos reagentes e não dos produtos.

Vamos utilizar o exemplo da ionização do AgCl

AgCl(S) à Ag+ + Cl-

Para esta reação , V = k

Como AgCl é um sólido, não participa da equação de velocidade.

No entanto, para a reação inversa :

Ag+ + Cl- à AgCl(S)

A velocidade é dada por V = k[Ag+][Cl-]

A constante de equilíbrio, também chamada de Ke, é obtida pela divisão da velocidade da reação inversa pela velocidade da reação