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
Kc = constante de equilíbrio
A expressão da constante de equilíbrio (Kc)
é a lei da ação das massas.
Na dedução da expressão do Kc 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: Kc ; Kp
; Ki ; Ka;
Kb ; Kw
Conclusão:
Quanto maior o valor da constante de equilíbrio
(Kc), mais completa é a reação no sentido direto, e vice-versa.
O valor do Kc 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 (Kc).
Reação direta
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 Pressão
Influência da Presença de
Catalisador
A presença de um catalisador não altera o valor
da Kc.
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.
