Universidade Federal de Itajubá
Capitulo 15
Equilíbrio Químico
Artur Costa Barros nº 16993
Lucas Valias Ayres nº 17011
Prof.: Élcio Barrak
Artur C. 16993 Lucas A. 17011
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Tópicos Abordados
•
•
•
•
•
•
•
Conceito de Equilíbrio
A Constante de Equilíbrio
Equilíbrios Heterogêneos
Cálculo das Constantes de Equilíbrio
Aplicações das Constantes de Equilíbrio
Princípio de Le Châtelier
Equilíbrio Químico no Cotidiano
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Conceito de Equilíbrio
• O equilíbrio químico é uma situação em
que a proporção entre as quantidades de
reagentes e produtos em uma reação
química se mantém constante ao longo do
tempo.
• No equilíbrio químico as reações opostas
acontecem a velocidades iguais.
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Conceito de Equilíbrio
A  B Velocida

K
[
A
]
d
Reação inversa: B  A Velocida

K
[
B
]
Reação direta:
i
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Conceito de Equilíbrio
A pressão influencia a velocidade proporcionalmente
PV  nRT
n  ( n / V )  ( P / RT )
[ A ]  ( P A / RT )
[ B ]  ( P B / RT )
As velocidades para as reações direta e inversa:
Reação direta:
P
Velocidade
Kd A
RT
P
Velocidade
Ki B
RT
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Conceito de Equilíbrio
Equilíbrio acontece quando:
P
P
A
B
K
K
d
i
RT RT
Rearranjando a equação e cancelando os termos RT
(
P
/
RT
)P
d
B
BK



uma
const
(
P
/
RT
)P
A
AK
i
O equilíbrio é dinâmico, A e B não param de reagir.
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O Processo de Haber
Haber desenvolveu um importante processo para sintetizar amônia a
partir de nitrogênio e hidrogênio.
N
(
g
)

3
H
(
g
)

2
NH
(
g
)
2
2
3
Essa reação é a base do processo de Haber para sintetizar amônia,
muito utilizada na agricultura para a fertilização do solo.
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A Constante de Equilíbrio
Lei da ação das massas
aA

bB

cC

dD
A condição de equilíbrio para reagentes e produtos na fase gasosa:
c
d
)
(P
)
kd (P
 C a D b K
eq
ki (P
)
(P
)
A
B
A condição de equilíbrio para reagentes e produtos em solução:
c
d
(C
) (D
)
K
eq
(A
)a(B
)b
A expressão da constante de equilíbrio depende apenas da
estequiometria da reação, não de seu mecanismo.
O valor da constante de equilíbrio varia apenas com a temperatura.
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Ordem de grandeza das constantes de equilíbrio
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A Constante de Equilíbrio

A constante de equilíbrio de uma
reação em etapas é a multiplicação das
constantes das etapas individuais.
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Equilíbrios heterogêneos
• As pressões parciais dos gases são
substituídas na expressão da constante de
equilíbrio.
• As concentrações molares das espécies
dissolvidas são substituídas na expressão da
constante de equilíbrio.
• Os sólidos puros, os líquidos puros e os
solventes não são incluídos na expressão da
constante de equilíbrio.
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Equilíbrios heterogêneos
Exemplos:
CaCO3 ( s )  CaO ( s )  CO2 ( g )
A expressão da constante de equilíbrio fica:
K eq  PCO2
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Cálculo das Constantes de
Equilíbrio
- Conhecendo todas as concentrações ou
pressões parciais no equilíbrio;
(C
)c(D
)d
K
eq
(A
)a(B
)b
c
d
(P
)
(
P
)
C
D
K

eq
a
b
(P
)
(
P
)
A
B
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Cálculo das Constantes de
Equilíbrio
- Conhecendo a concentração ou pressão
parcial no equilíbrio de pelo menos uma
espécie:
• Tabelar os valores iniciais e de equilíbrio;
• Calcular a variação das espécies conhecidas;
• Determinar a variação das outras substâncias
utilizando a estequiometria;
• Calcular as concentrações de equilíbrio;
• Determinar Keq .
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Demonstração
O trióxido de enxofre decompõe-se a alta temperatura em um
recipiente selado: 2 SO3(g)  2 SO2(g) + O2(g). Inicialmente o
recipiente é abastecido a 1000 K com SO3(g) a uma pressão
parcial de 0,500 atm. No equilíbrio, a pressão parcial de SO3(g) é
0,200 atm. Calcule o valor de Keq.
2 SO3(g)  2 SO2(g)
+ O2(g)
Início
Variação
Equilíbrio
0,500 atm
-0,300 atm
0,200 atm
------+0,300 atm
+0,300 atm
------+0,150 atm
+0,150 atm
2
O
2
SO
2
2
SO
3
(
P)(
P
)
K


0
,
338
eq
(
P)
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Aplicações das Constantes de
Equilíbrio
Determinação do sentido para atingir o
equilíbrio;
-
- Cálculo das concentrações de reagentes
e produtos durante o equilíbrio.
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Determinação do sentido para
atingir o equilíbrio
• Quociente da reação (Q) : Resultado obtido pela
substituição das pressões parciais ou concentrações
dos produtos e reagentes na expressão da Keq.
Q > Keq
Q < Keq
Q = Keq
→
→
→
Equilíbrio com mais reagentes (dir.→esq.)
Equilíbrio com mais produtos (esq.→dir.)
Sistema em equilíbrio.
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Princípio de Le Châtelier
Um sistema em equilíbrio é perturbado pela variação de
temperatura, pressão ou concentração de um dos
componentes; o sistema desloca sua posição de
equilíbrio de tal forma a neutralizar o efeito do
distúrbio.
Denominado por princípio de deslocamento de
equilíbrio.
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Influência da Variação de
Pressão (P)
• ↑ P (↓Volume) : Equilíbrio deslocado para o sentido da
reação que possui menor quantidade gasosa.
• ↓ P (↑Volume) : Equilíbrio deslocado para o sentido da
reação que possui maior quantidade gasosa.
Exemplo: N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)
4 mols
2 mols
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Influência da Variação de
Temperatura (T)
• ↑ T : Equilíbrio deslocado no sentido da reação
endotérmica.
• ↓ T : Equilíbrio deslocado no sentido da reação
exotérmica.
Exemplo: PCl5 (g)  PCl3(g) + Cl2(g)
ΔHº = 87,9 kJ
Reação direta = endotérmica.
Reação inversa = exotérmica.
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Influência da Concentração [C]
• ↑ [C] : Equilíbrio deslocado no sentido de consumir
essa substância.
• ↓ [C] : Equilíbrio deslocado no sentido de produzir
essa substância.
Exemplo:
N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)
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Influência dos Catalisadores
Aumenta a velocidade para o equilíbrio ser
atingido, mas NÃO modifica a composição da
mistura em equilíbrio.
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Referência Bibliográfica
-Química: A Ciência Central, 9ª ed. Brown, LeMay,
Bursten
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