3/26/2012
Equilíbrio Químico
Prof. Wendell
Definição, constantes de Equilíbrio, fatores que
afetam o equilíbrio, Solubilidade, conceito de
atividade e força iônica
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Equilíbrio Químico
⇒ Vamos considerar uma reação simples e
reversível:
aA + bB
dD + eE
Onde a, b, d, e são os coeficientes estequiométricos
das espécies A, B, D e E.
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Equilíbrio Químico
⇒
t0 :
A+B →
⇒
t1:
A+B → D + E
⇒
t2:
aA + bB
dD + eE
A
B
D+E
t0
t1
t2
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Equilíbrio Químico
aA + bB
dD + eE
[ D ]d [ E ]e
K=
[ A]a [ B ]b
K = constante de equilíbrio
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Equilíbrio Químico
N2 (g) + 3 H2 (g)
2 NH3 (g)
Kc =
[ NH 3 ]2
[ N 2 ][ H 2 ]3
Kp =
p 2 NH 3
pN2 p 3 H 2
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Equilíbrio Químico
A
[ B]
Kc =
[ A]
B
Qual o significado, se:
Kc = 10 ?
Kc = 1 ?
Kc = 0,1 ?
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Equilíbrio Químico
1. Concentração
2. Pressão e Volume
3. Temperatura (calor)
Princípio de Le Châtelier
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Efeito da Concentração
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Efeito da Concentração
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Efeito da Temperatura
Consideremos o sistema:
N2O4 (g)
2 NO2(g)
Processo endotérmico: ΔH0 = 58,0 kJ
Reação Inversa: processo exotérmico
2 NO2(g)
N2O4 (g)
ΔH0 = - 58,0 kJ
Um aumento de temperatura favorece reações
endotérmicas, e uma diminuição de temperatura
favorece reacções exotérmicas.
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Efeito da Pressão/Volume
⇒ Um aumento de pressão favorece a reação em que há
uma diminuição do número total de moles de gases;
⇒ Uma diminuição da pressão favorece a reação em que há
uma aumento do número total de moles de gases.
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Cálculos de Equilíbrio
2 NO2 (g)
N2O4 (g)
01. Em uma reação, 0,625 mol de N2O4 são
introduzidos em um recipiente com volume de 5 L. A
concentração de equilíbrio do N2O4 é de 0,075 mol/L.
Qual o valor de Kc para esta reação?
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Cálculos de Equilíbrio
N2 (g) + 3 H2 (g)
2 NH3 (g)
02. Na temperatura de 500 oC, o valor de Kc para a
reação acima é 6,0 × 10-2. Se, no equilíbrio houver
0,25 mol/L de H2 e 0,050 mol/L de NH3, qual a
concentração de N2?
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Cálculos de Equilíbrio
2 H2O (g)
2 H2 (g) + O2 (g)
03. Na temperatura de 500 oC, o valor de Kc para a
reação acima é 6,0 × 10-28. Se 2 mols de água forem
colocadas num reator de 5 L, quais serão as
concentrações de todas as espécies no equilíbrio?
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Cálculos de Equilíbrio
H2 (g) + I2 (g)
2 HI (g)
04. Se 0,200 mols de H2 e 0,200 mols de I2 forem
colocados em um reator de 10 L para reagirem entre
si, qual a concentração de todas as espécies no
equilíbrio? Use K = 49
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Equilíbrio Químico
-Auto-Ionização da Água
-Produto de Solubilidade
-Conceito de Atividade e força iônica
- Ácidos e Bases
- Força dos Ácidos
-Soluções Tampão
-Hidrólise
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Equilíbrio Químico
-CONCEITO DE ATIVIDADE E FORÇA IÔNICA
-Produto de Solubilidade
-Auto-Ionização da Água
-Ácidos e Bases
- Força dos Ácidos
-Soluções Tampão
-Hidrólise
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Conceito de Atividade Iônica
- Lei da Ação das Massas – 1867 – Guldberg e Waage
Lei do Equilíbrio Químico
- Termodinâmica Química – correção da Lei da Ação
das Massas
- G. N. Lewis – conceito de atividade
Atividade (a) =
concentração (Ci) × coeficiente de atividade (γi)
-Carga do íon
-Concentração iônica
-Força Iônica
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Força Iônica
É a medida do campo elétrico (devido à presença de íons)
existente na solução, designada pelo símbolo I ou µ.
I =µ=
1
ci zi2
∑
2
Ci = concentração iônica;
Zi = carga do íon.
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Força Iônica
Calcule a força iônica de uma solução contendo HNO3
0,1 M e Ba(NO3)2 0,2 M.
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Força Iônica
Calcule a força iônica de uma solução contendo HNO3
0,1 M e Ba(NO3)2 0,2 M.
Estado Padrão:
25°C e 1 atm
ai = 1 (sólidos)
Exemplo 1: Kps
Exemplo 2: 2 Ag+ + Zn (s)⇔ 2 Ag (s) + Zn2+
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Força Iônica
Influência da concentração na força iônica.
Ex. 1: A+BEx. 2: A2+B2Ex. 3: A2+B2Ex. 4: A3+B3-
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Teoria de Debye-Hückel
log γ i = −0,505 xZ i
2
µ
Força Iônica
Coeficiente
de atividade
Carga do
íon
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Teoria de Debye-Hückel
Calcule o coeficiente de atividade de cada espécie
iônica presente numa solução de K2SO4.
log γ i = −0,505 xZ i
2
µ
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Teoria de Debye-Hückel
Coeficiente de Atividade Médio.
− log γ± =
1
( Z A+ Z B − ) µ
2
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Teoria de Debye-Hückel
Calcule o coeficiente de atividade médio de uma
solução de K2SO4.
− log γ± =
1
( Z A+ Z B − ) µ
2
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Exercícios
Calcule a força iônica, o coeficiente de atividade iônica e o
coeficiente de atividade médio para cada um dos seguintes
compostos
(a) KCl
(b) K3PO4
(c) CaSO4
(d) CaCl2
(e) H2SO4
(f) Al(OH)3
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