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Equilíbrio químico
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Processos reversíveis
◼ Existem processos reversíveis físicos e químicos.
H2O(l) ⇄ H2O(g) processo físico
CaCO3(s) ⇄ CaO(s) + CO2(g) processo químico
▪ A simbologia ⇄ indica processos que ocorrem simultaneamente nos dois sentidos.
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◼ Toda reação reversível que ocorre em um sistema fechado a uma dada temperatura tende para uma situação particular denominada equilíbrio químico. No equilíbrio químico, a velocidade da reação direta é igual à da reação inversa (V1 = V2).
CaCO3(s) ⇄ CaO(s) + CO2(g)
Vdireta = Vinversa
ou
V1 = V2
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Representação gráfica
Reagentes
Produtos
No instante t1 o sistema atinge o equilíbrio (Vd=Vi)
Quantidades constantes. As curvas se transformam
em patamares.
Quando um sistema atinge o
equilíbrio químico, as
concentrações de reagentes e
produtos permanecem constantes.
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Características do equilíbrio químico
◼ O sistema deve ser fechado, ou seja, vedado.
◼ A velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa (V1) = (V2).
◼ O equilíbrio é dinâmico e não estático como aparenta ser.
◼ As propriedades macroscópicas não se alteram mais.
◼ As propriedades microscópicas continuam se alterando.
◼ Depois de atingido o equilíbrio, as concentrações de cada participante do equilíbrio não mais se alteram.
◼ No equilíbrio, a concentração dos reagentes pode ser maior, menor ou igual à dos produtos.
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Gráfico das velocidades
V1 = V2
t eq
No início, a velocidade da reação direta é maior que a da reação inversa, porque a
concentração inicial de reagentes é maior.
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Constante de equilíbrio (Kc)◼ Em um sistema em equilíbrio, podemos estabelecer
uma relação matemática entre a concentração molar dos produtos e a concentração molar dos reagentes.Essa relação é denominada de Kc .
◼ A simbologia [ ] significa mol/L.
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Exemplo
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O b s e r v a ç õ e s
◼ Kc depende somente da temperatura.
◼ Kc não possui unidade. Portanto Kc é um número adimensional (puro). No entanto, muitos vestibulares ainda insistem em tratar o Kc como um número provido de unidade.
◼ Para reações endotérmicas o valor numérico de Kc aumenta com a temperatura e para reações exotérmicas diminui com a temperatura.
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◼ Substâncias sólidas e líquidas que são o solvente da reação não participam do Kc.
O b s e r v a ç õ e s
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◼ Operações matemáticas importantes:
O b s e r v a ç õ e s
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Constante de equilíbrio em função das pressões parciais (KP)
◼ Em um equilíbrio de que participam substâncias gasosas, podemos escrever outra constante que utiliza as pressões parciais dos gases denominada KP.
◼ Dessa forma , as expressões de Kc e Kp para o equilíbrio a seguir são:
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K c e K p
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Exercício
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R e l a ç ã o e n t r e K C e K P
◼ ∆n é a diferença entre os valores dos coeficientes estequiométricos dos produtos e reagentes gasosos da reação.
◼ ∆n = (no mol de gás dos produtos) – (no mol de gás dos reagentes)
◼ Quando ∆n = 0 ⇒ KP = KC
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Quociente de equilíbrio ou quociente reacional (QC)◼ Quando colocamos concentrações aleatórias de reagentes e produtos na expressão da
constante de equilíbrio, temos como resultado o quociente reacional. Sendo assim, o quociente reacional é calculado da mesma forma que o KC.
◼ Quando o sistema não está em equilíbrio, o quociente reacional é utilizado para avaliar qual é o sentido que a reação deve avançar pra alcançar o equilíbrio.
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Exercício