QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Unidade III Energia: conservação e transformação Aula 14.2 Conteúdo: Fatores que afetam o estado de equilíbrio químico II; Pressão; efeito dos catalisadores sobre o equilíbrio. 2 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Habilidades: Verificar os fatores que influem no deslocamento do equilíbrio. 3 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL REVISÃO Deslocamento de equilíbrio • É uma alteração em uma das velocidades que ocorre em um sistema em equilíbrio. 4 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL REVISÃO Princípio de Le Chatelier “Quando um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca, procurando minimizar a ação do fator aplicado. ” Os fatores que interferem no equilíbrio químico são: pressão sobre o sistema, temperatura e concentração dos reagentes ou produtos e os catalisadores. 5 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Influência da Pressão A pressão de um gás está associada ao volume deste gás. O aumento da pressão beneficia a reação com menor volume e a diminuição da pressão beneficia a reação com maior volume. 6 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Aumento do volume do gás = EXPANSÃO Diminuição do volume do gás = CONTRAÇÃO ↑P = ↓V = Concentração ↓P = ↑V = Expansão 7 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Seja a reação química: N2(g) + 3H2(g) ↔ 2 NH3(g) 1mol 3mol 1V 3V 4 volumes 2mol 2V 2 volumes 8 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL O volume ocupado por regentes e produtos, obedece à proporção estequiométrica. Neste caso, o produto possui menor volume. Com um aumento da pressão, o equilíbrio será deslocado para o sentido dos produtos, sentido direito, porque tem menor volume. Aumento da pressão = EQ para lado com menor volume Diminuição da pressão = EQ para lado com maior volume 9 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Catalisador A presença de um catalisador (substância química que acelera a reação química) não altera o valor da KC. O catalisador promove a diminuição do momento do equilíbrio. Altera tanto na reação direta como na reação inversa. 10 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL 11 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES DINÂMICA LOCAL INTERATIVA AULA INTERATIVIDADE FINAL ∆H 12 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Resumo de Deslocamento de Equilíbrio Químico Alteração de Perturbação Externa Deslocamento do Equilíbrio Kc ou Kp Adição de um participante No sentido oposto ao do Não participante Retirada de um participante No sentido do participante Não Aumento da pressão total No sentido do menor volume Não Diminuição da pressão total No sentido do maior volume Não Aumento da temperatura No sentido endotérmico Sim Diminuição de temperatura No sentido exotérmico Sim Presença de catalisador Não Não 13 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Desafio químico! Observe o gráfico de uma reação efetuada com e sem catalisador: 14 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Relacione as colunas abaixo: I. A curva que corresponde à reação com catalisador. II. A curva que corresponde à reação sem catalisador. III. Valor da energia do complexo ativado com catalisador. IV. Valor da energia do complexo ativado sem catalisador. 15 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL V. Valor da energia de reação. VI. Valor da energia de ativação da reação com catalisador. VII. Valor da energia de ativação da reação sem catalisador. 16 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL ( ) – 30 kcal/mol. ( ) 70 kcal/mol. ( ) 30 kcam/mol. ( ) 1. ( ) 10 kcal/mol. ( ) 2. ( ) 50 kcal.mol. 17 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL 1. (FATEC) A equação representada um sistema em equilíbrio: H2(g) + Cl2(g) ↔ 2 HCl (g) DH = - 22,0 Kcal/mol. A concentração de equilíbrio do HCl poderá ser aumentada se houver: a) aumento da temperatura; b) aumento da pressão; c) diminuição da pressão; d) adição de um catalisador; e) aumento de concentração de H2. 18 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Considere o seguinte sistema em equilíbrio: 𝑵𝟐(𝒈) + 𝟑𝑯𝟐(𝒈) ↔ 𝟐𝑵𝑯𝟑(𝒈) Reação em equilíbrio químico exotérmica 𝑵𝟐(𝒈) + 𝟑𝑯𝟐(𝒈) 𝟐𝑵𝑯𝟑(𝒈) endotérmica 19 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL Assinale as opções que aumentariam a concentração da amônia (NH3): a) Aumentar a concentração do nitrogênio. b) Diminuir a concentração do hidrogênio. c) Aumentar a temperatura do sistema. d) Diminuir a temperatura do sistema. e) Aumentar a pressão sobre o sistema. f) Diminuir a pressão sobre o sistema. 20 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES DINÂMICA LOCAL INTERATIVA AULA INTERATIVIDADE FINAL RESUMO DO DIA Aumento da concentração do reagente Aumento da concentração do produto Diminuição da concentração do reagente Diminuição da concentração do produto → → → → Desloca para o sentido direto Desloca para o sentido inverso Desloca para o sentido inverso Desloca para o sentido direto 21 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL RESUMO DO DIA Pressão Aumento da pressão → deslocamento para o sentido inverso Maior número de mol do gás à direita Diminuição da pressão → deslocamento para o sentido direto 22 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL RESUMO DO DIA Pressão Aumento da pressão → deslocamento para o sentido direto Maior número de mol do gás à esquerda Diminuição da pressão → deslocamento para o sentido inverso 23 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL RESUMO DO DIA Temperatura Aumento da temperatura → desloca para o sentido direto Reação direta endotérmica Diminuição da temperatura → desloca para o sentido inverso 24 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL RESUMO DO DIA Temperatura Aumento da temperatura → desloca para o sentido inverso Reação direta exotérmica Diminuição da temperatura → desloca para o sentido direto 25 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL RESUMO DO DIA N2(g) + 3H2(g) ↔ 2 NH3(g) 1mol 3mol 1V 3V 4 volumes 2mol 2V 2 volumes 26 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL RESUMO DO DIA • Aumento do volume do gás = EXPANSÃO • Diminuição do volume do gás = CONTRAÇÃO 27 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL (UNICAMP) A reação de transformação do dióxido de carbono em monóxido de carbono, representada pela equação a seguir, é muito importante para alguns processos metalúrgicos. C(s) +CO2(g) ⇌2CO(g) ∆H=174kJ/mol de carbono 28 QUÍMICA CONTEÚDO E HABILIDADES AULA DINÂMICA LOCAL INTERATIVA INTERATIVIDADE FINAL A constante de equilíbrio desta reação pode ser expressa, em termos de pressões parciais, como: Kp=p2(CO)/p(CO2). Qual é o efeito sobre este equilíbrio quando: a) adiciona-se carbono sólido? b) aumenta-se a temperatura? c) introduz-se um catalisador? Justifique suas respostas. 29