EQUILÍBRIO QUÍMICO I

Equilíbrio químico é uma reação reversível, na qual a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa. Consequentemente, as concentrações de todas as substâncias participantes permanecem constantes.

CONCEITO DE EQUILÍBRIO QUÍMICO

A rigor, todas as reações químicas são reversíveis, isto é, ocorrem simultaneamente nos  dois sentidos (direto e inverso).

Reagentes → Produtos

     Produtos → Reagentes

Sejam V₁ e V₂ as velocidades das reações dire­ta e inversa, respectivamente. 

    Supondo que essas reações sejam elementares, temos:

V₁ = K₁ [A] [B]     e      V₂ = K₂ [C] [D]

No instante em que V₁ = V₂, dizemos que o sis­tema atingiu o equilíbrio. A partir desse instante, o sistema constitui um equilíbrio químico.

Variação entre velocidade e tempo. No equilíbrio, velocidades se igualam.

O estado de equilíbrio, mesmo com o sistema aparentando estar parado, as reações diretas e inversas continuam a ocorrer, com velocidades iguais. Por isso as concentrações das substâncias permanecem constantes.

Por exemplo, na reação de produção de amônia:

 N₂(g) + 3 H₂(g) ⇔ 2 NH₃(g)  ∆H = – 92 kJ

 No equilíbrio, as concentrações de produtos e reagentes são constantes.

        Consideremos o equilíbrio representado pela equação geral:

     Supondo que as reações nos dois sentidos sejam elementares, temos: 
   
   v₁ = k₁ [A]^a [B]^b                   v₂ = k₂ [C]^c [D]^d

   
     Equilíbrio → v₁ = v₂ → k₁ [A]^a [B]^b = k₂ [C]^c [D]^d

 K_c = constante de equilíbrio

A expressão da constante de equilíbrio (K_c) é a lei da ação das massas.

Na dedução da expressão do K_c considera-se  que as reações nos dois sentidos são elementares.

A constante de equilíbrio recebe nomes particulares, de acordo com o nome da reação envolvida.

Por exemplo: K_{c  ;}  K_{p ;}  K_{i ;}  K_a;  K_{b ;}   K_w

 Conclusão:

Quanto maior o valor da constante de equilíbrio (Kc), mais completa é a reação no sentido direto, e vice-versa.

O valor do K_c varia muito de um equilíbrio para outro.

Para um mesmo equilíbrio, o valor de Kc varia com a temperatura, mas não varia com a concentração das substâncias participantes, nem com a pressão.

Ex.:   expressão da lei da ação das massas, aplicada aos equilíbrios seguintes, ou seja, a expressão das respecti­vas constantes de equilíbrio (K_c).

Reação direta

 

Reação Inversa

Reação com Substância Pura Líquida ou Sólida (Kc)

Constante de Equilíbrio em Função das Pressões Parciais (Kp )

Resumindo...
Fase sólida não são representadas (não interferem no estado de equilíbrio).

Expressão genérica para Kc:

Fatores  que afetam o Estado de Equilíbrio

Deslocamento do Equilíbrio –   É toda e qualquer alteração da velocidade dareação direta ou da reação inversa, causando modificações nas concentrações das substâncias e levando o sistema a um novo estado de equilíbrio químico.

Estas modificações podem ser:

- Concentração de reagentes e produtos
- Pressão
- Temperatura
- Presença de catalisador

Princípio de Le Chatelier

É possível prever o que acontece com a reação, de acordo com a alteração que é feita.

Enunciado de Le Chatelier:

“Quando um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca, procurando minimizar a ação do fator aplicado.” 

Efeito da Concentração
Um aumento em qualquer das concentrações resulta em um deslocamento de equilíbrio para o outro lado. 

A retirada de alguma substância provoca o deslocamento para o seu lado. 

Efeito da Temperatura

Efeito da Pressão

                              


Influência da Presença de Catalisador

A presença de um catalisador não altera o valor da K_c.

O catalisador não  alteram o rendimento da reação.

Altera tanto na reação direta como na reação inversa.

ermite apenas, que a situação de equilíbrio seja atingida mais rapidamente.