Deslocamento de Equilíbrio: Simulação Utilizando
Materiais de Baixo Custo
José Euzébio Simões Neto1; Renaldo Tenório de Moura Júnior2, Gabriel Costa A. da Hora3
INTRODUÇÃO
Chamamos a situação na qual, em um
sistema reversível, as velocidades das
reações direta e inversa são iguais de
equilíbrio químico. Quando um equilíbrio
químico é atingido, as concentrações dos
reagentes e produtos se tornam constantes,
porém, a reação não cessa, sendo então um
equilíbrio de natureza dinâmica.
Mesmo sendo um dos mais belos e
interessantes conceitos da físico-química, o
conceito de equilíbrio, e conseqüentemente,
o principio de Le Chatelier do Deslocamento
de Equilíbrio, não é bem aceito pelos
estudantes do ensino médio. Dentre os
diversos problemas que resultam nessa
situação, talvez o maior seja o de
visualização em nível atômico-molecular. A
resolução proposta para esse problema
neste texto é a utilização de modelos.
Um modelo é algo fácil de imaginar, mas não
tão fácil de definir. Mortimer (1994) trata os
modelos não como uma cópia do real, mas
como uma representação. Ciccilini e Silveira
(2005) mostram o “modelo como uma
representação do real, uma simplificação do
fenômeno na tentativa de entendê-lo”. Na
química, a modelagem é indispensável. Os
fenômenos microscópicos podem explicar
muito, e não há outra forma de tratar destes
senão com modelos.
Simões Neto et al. (2006), propõem um
experimento de simulação da natureza
dinâmica do equilíbrio:
“Sugerimos a realização de um experimento
usando materiais de escritório (24 bolinhas
de isopor e duas caixas de plástico), que
serve para simular o estabelecimento do
equilíbrio e relacionar os fenômenos macro e
microscópicos. Iniciando com todas as bolas
em A e utilizando leis de velocidade
diferentes para a reação direta (1/2 das
bolinhas) e inversa (1/4 das bolinhas).
Quando as velocidades se igualarem em
números de bolinhas, o equilíbrio estará
estabelecido, e ainda é possível verificar as
trocas de bolinhas entre as caixas, na
mesma velocidade”.
V1 = 1/2 bolinhas
A
V2 = 1/4 bolinhas
B
Figura 01: Montagem do Experimento
Baseados nesse experimento, buscamos com
esse trabalho sugerir um mecanismo de utilização
desse mesmo experimento, porém, com o
objetivo de ilustrar o deslocamento de equilíbrio.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O experimento sugerido tem o equilíbrio
atingido usando 24 bolinhas, quando t=4,
conforme
a
tabela:
(Nota:
o
“arredondamento” do número de bolinhas é
feito pra cima. Ex: 7,5 8):
Tabela 01: Relação entre a passagem do tempo
(em unidade absoluta) e as concentrações
(números de bolinhas):
Tempo (t)
0
1
2
3
4
5
[A]
24
15
12
11
10
10
[B]
0
9
12
13
14
14
________________
1. José Euzébio Simões Neto é aluno do Programa de Pós-graduação em Ensino das Ciências, da Universidade Federal Rural de Pernambuco. CEP:
52171-900 - Recife/PE. [email protected]
2. Renaldo Tenório de Moura Jr. é aluno do Programa de Pós-graduação em Ciências dos Materiais, da Universidade Federal de Pernambuco. CEP:
50740-540 - Recife/PE. [email protected]
3. Gabriel Costa A. da Hora é aluno do Departamento de Química Fundamental, da Universidade Federal de Pernambuco. CEP: 50740-540 Recife/PE. [email protected]
Note que: V1 = V2 = 5 bolas, ou seja, as
velocidades são iguais nas reações direta e
inversa.
Porém, se no instante t = 5 for introduzida
uma nova bolinha em A, temos o equilíbrio
alterado. O número de bolinhas passa a ser
11, ou seja, seis bolinhas vão se transformar
em B, naquele momento.
O principio de Le Chatelier diz que um
sistema em equilíbrio, ao sofrer uma
perturbação, age visando minimizar os seus
efeitos e atingir um novo equilíbrio. Desta
forma, continuando o experimento, temos:
Tempo (t)
6
7
8
[A]
11
10
10
[B]
14
15
15
Ou seja, no instante t = 7 já temos um novo
equilíbrio
estabelecido.
As
novas
concentrações são [A] = 10 bolinhas e [B] =
15 bolinhas. A velocidade não foi modificada
depois do estabelecimento do novo
equilíbrio.
O resultado é coerente com a Lei de Le
Chatelier para adição de reagente (reação
direta): a adição de um reagente desloca o
equilíbrio na direção da formação dos
produtos. A concentração da espécie B
aumentou, mas continuamos com a situação
que define o equilíbrio: velocidades direta e
inversa iguais (ainda 5 bolinhas).
CONCLUSÕES
Os resultados mostram que o experimento
sugerido por Simões Neto et al. suporta a
utilização também para a construção do
conceito de deslocamento de equilíbrio pelos
estudantes.
Sendo o conceito de deslocamento de
equilíbrio um dos que mais exige da
visualização e modelagem de estruturas em
nível microscópico, essa inovação pode
constituir uma boa opção de modelo para o
ensino deste conceito.
AGRADECIMENTOS
UFRPE, UFPE, Méson Pi – Curso de
Química, Cecília Veras, Carol Pacheco e
Prof. Rodrigo Oliveira.
REFERÊNCIAS
Simões Neto, J. E. et al. Sugestões para Abordagem
de Equilíbrio Químico no Ensino Médio.
Apresentado na 29º Reunião Anual da Sociedade
Brasileira de Química – SBQ. Águas de Lindóia-SP,
2006.
Ciccilini, G. A. Silveira, H. E. Modelos Atômicos e
representações no Ensino de Química. Revista
Enseñanza de las Ciências, 2005.
Mortimer, E. F. Evolução do atomismo em sala de
aula: mudança de perfis conceituais. TESE
(Doutorado em Educação), Faculdade de Educação,
Universidade de São Paulo, 1994.