Equilíbrio químico II - Equilíbrios homogêneos

Equilíbrio químico é dinâmico.

   Equilíbrio químico

• I - Noções iniciais
• II - Equilíbrios homogêneos
• III - Equilíbrios iônicos
• IV - Equilíbrios heterogêneos

Constante de equilíbrio

   Considere a reação genérica reversível:

a A + b B ⇌ c C + d D

   A velocidade da reação direta (v₁) e da reação inversa (v₂) são dadas por:

   Mas quando a reação chegar ao equilíbrio químico, v₁ = v₂. Logo:

   Esse valor é constante para qualquer concentração de A, B, C e D, e só é alterado com a temperatura.

   Quando esse valor é medido fora do equilíbrio, chamamos a expressão de quociente da reação (Qr), e pode ser útil para deduzir o seguinte:

• Quando Qr < Kc, conclui-se que há mais reagentes e menos produtos do que os esperados no equilíbrio, então a reação ainda não chegou no equilíbrio.
• Quando Qr = Kc, a reação chegou ao equilíbrio.
• Quando Qr > Kc, há mais produtos do que os esperados no equilíbrio, mostrando que o equilíbrio foi perturbado.

Constante de equilíbrio em função das pressões parciais

   Quando todas as substâncias são gases, podemos relacionar a constante de equilíbrio com as pressões parciais dos gases da reação, através da Equação de Clapeyron. Considerando a reação:

a A⒢ + b B⒢ ⇌ c C⒢ + d D⒢

CORREÇÃO! TROQUE Kc por Kp na segunda equação!

R = constante dos gases ideais

T = temperatura absoluta

   Kₚ é a constante de equilíbrio em termos de pressões parciais.

Deslocamento do equilíbrio homogêneo

• Influência do número de partículas

   Ao adicionar reagente ou produto, a tendência será de consumi-lo afim de minimizar o efeito da adição. Logo, a adição de reagente provoca o deslocamento do equilíbrio para a direita, e a adição de produto para a esquerda.
   Ao retirar reagente ou produto, a tendência será de recolocá-lo afim de minimizar o efeito da retirada. Logo, a retirada de reagente provoca o deslocamento do equilíbrio para a esquerda, e a retirada de produto provoca o deslocamento do equilíbrio para a direita.

• Influência da pressão total

   Um aumento na pressão total desloca o equilíbrio no sentido de menor volume, pois a redução no volume minimiza o efeito da pressão aplicada, e uma diminuição na pressão total desloca o equilíbrio no sentido de maior volume, pois o aumento no volume minimiza o efeito da pressão reduzida, obedecendo ao princípio de Le Chatelier.

   Para equilíbrios gasosos podemos, ainda, afirmar o seguinte:

O aumento da pressão total desloca o equilíbrio no sentido do menor número de mols (volume), e

a redução da pressão total desloca o equilíbrio no sentido do maior número de mols (volume).

• Influência da temperatura

   Em Termoquímica estudamos que se uma reação é endotérmica (∆H > 0) sua reação inversa é exotérmica (∆H < 0) ou vice-versa. Sendo assim:

O aumento da temperatura desloca o equilíbrio no sentido endotérmico, e

a diminuição da temperatura desloca o equilíbrio no sentido exotérmico.

   Isso recai ao princípio de Le Chatelier, pois a absorção de calor pela reação minimiza a elevação de temperatura, e a liberação de calor pela reação minimiza a diminuição da temperatura.

   Não esqueça que a temperatura altera o valor da constante de equilíbrio.

• Influência do catalisador

   Vimos, em Cinética Química, que um catalisador é uma substância que diminui a energia de ativação, e, por isso, aumenta a velocidade de uma reação.

   A adição de um catalisador não afeta o estado de equilíbrio, e sim diminui o tempo necessário para se chegar nele.